بررسی آزمایشگاهی تأثیر رقیق‌سازی و چرخش هوا بر تشکیل آلاینده NOx در شعله پیش‌آمیخته پروپان - هوا

Abstract

واکنش تشکیل NO حرارتی بشدت به دما حساس است و اگر روشی موجب کاهش دمای شعله شود عاملی مؤثر جهت کاهش این آلاینده به حساب می‌آید. رقیق‌سازی سوخت و همچنین ایجاد جریان چرخشی از روش‌های مؤثر در کاهش دمای محفظه‌احتراق محسوب می‌شوند که کاهش تولید NO حرارتی را در پی دارند. در تحقیق حاضر، هدف مطالعه آزمایشگاهی تأثیر رقیق‌سازی و چرخش هوا بر‌ تشکیل آلاینده‌ NOx در شعله‌ چرخشی پیش‌آمیخته پروپان- هوا در محفظه‌احتراق است. نتایج آزمایشگاهی با ساخت کوره‌ای با محفظه‌احتراق استوانه‌ای و دارای تقارن محوری بدست آمده است. به منظور ایجاد جریان چرخشی نیز از چرخنده‌ای با هندسه خاص که زاویه آن 45 درجه و عدد چرخش متناظر با آن 7/0 می‌باشد، استفاده شده است. آزمایشات بر روی محدوده نسبت‌های هم‌ارزی (3/1- 7/0) و دامنه نسبت‌های رقیق‌سازی (0/2-0/0) صورت گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهند که، با افزایش نسبت رقیق‌سازی دمای شعله و در نتیجه انتشار آلاینده‌ NOx از محفظه‌احتراق کاهش می‌یابد. بعلاوه نتایج بیانگر این حقیقت می‌باشند که چرخنده موجب اختلاط بهتر سوخت، هوا و رقیق‌کننده شده و همچنین سبب می‌شود مقداری از محصولات احتراق که در ابتدای شعله شکل گرفته بازگردانده و مجدداً وارد ناحیه واکنش با هیدروکربن‌ها شود. از آنجا که گونه‌های موجود دارای ظرفیت‌حرارتی بالایی می‌باشند، حرارت ناشی از احتراق را جذب کرده و مجموع این عوامل سبب کاهش آلاینده NOx می‌شوند. نتایج آزمایشگاهی با نتایج دیگر محققان مقایسه شده و روند قابل قبولی را نشان می‌دهد.