مطالعه عددی حدود شعله‌وری احتراق پیش آمیخته مخلوط آمونیاک-متان در یک مشعل محیط متخلخل

Abstract

هدف از مطالعه حاضر بررسی عددی اثر پارامترهای نسبت هم‌ارزی، سرعت ورودی و نسبت آمونیاک به متان در سوخت ورودی، بر حدود شعله‌وری مشعل و توزیع دمای شعله مخلوط آمونیاک- متان در یک مشعل محیط متخلخل است. بدین منظور از روش حجم محدود و به‌صورت عددی با استفاده از نرم‌افزار فلوئنت 22 و یک سینتیک شیمیایی شامل 69 گونه و 389 واکنش استفاده‌شده است. نتایج نشان داد، با افزایش نسبت هم‌ارزی تا 1، بیشینه دمای فاز گاز و جامد افزایش و بعدازآن کاهش می‌یابد. همچنین در سرعت ورودی مختلف،با افزایش نسبت هم ارزی تا 1/1، موقعیت ناحیه شعله به سمت بالادست مشعل حرکت می‌کند و بعدازآن ناحیه شعله به سمت پایین‌دست حرکت می‌کند. همچنین مشاهده شد با افزایش نسبت هم‌ارزی از 0/7 به 1، حداقل سرعت ورودی برای حد پایین حدود شعله‌وری به ترتیب از 0/1 به 0/163 متر بر ثانیه یعنی معادل 57% افزایش و حداکثر سرعت ورودی برای حد بالای حدود شعله‌وری به ترتیب از 0/14 به 0/244 متر بر ثانیه یعنی معادل 63% افزایش می‌یابد. در نسبت هم‌ارزی ثابت با افزایش درصد آمونیاک، دمای بیشینه فاز گاز و جامد کاهش می‌یابد. همچنین با تغییر هم‌زمان نسبت هم‌ارزی و درصد آمونیاک، بیشترین و کمترین بازه استفاده از آمونیاک در نسبت هم‌ارزی 1 بین 100%-10% و نسبت هم‌ارزی 1/4 بین 30%-10% مشاهده شد.