مطالعه تاثیر دمای دیواره و ساختار اکسنده بر توزیع دما و ناکس کوره احتراق غیرپیش‌آمیخته

Abstract

هدف از مطالعه حاضر بررسی تاثیر شرایط حرارتی حاکم بر دیواره کوره و ساختار اکسنده بر انتشار آلاینده ناکس و شرایط دمایی داخل کوره احتراق غیرپیش‌آمیخته است. بدین منظور شبیه‌سازی کوره احتراق غیرپیش‌آمیخته با استفاده از نرم افزار اپن‌فوم انجام شده است. در شبیه‌سازی‌های عددی از مدل آشفتگی کی- اپسیلون استاندارد، مدل احتراقی مفهوم اتلاف گردابه اصلاح شده و مدل تشعشعی فاز گسسته و سینتیک شیمیایی GRI3.0 استفاده شده است. همچنین به‌منظور تحلیل نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های عددی، محاسبات شیمیایی با استفاده از واکنشگاه کاملا مخلوط نیز مورد توجه قرار گرفته است. مطابق با نتایج بدست آمده افزایش دمای دیواره کوره تا رسیدن به شرایط عایق حرارتی منجر به افزایش قابل توجه دمای متوسط و بیشینه درون محفظه احتراق گردیده و منجر به انتقال از رژیم احتراقی بدون شعله به رژیم‌ دما بالا می‌شود. علاوه‌بر این جایگزینی دی‌اکسید کربن با نیتروژن منجر به کاهش قابل توجه دمای محفظه احتراق به علت تفاوت‌های فیزیکی و شیمیایی این دو گونه با یکدیگر می‌شود. براساس نتایج، افزایش دمای دیواره کوره با وجود کاهش اتلاف حرارتی منجر به افزایش قابل توجه میزان ناکس در رژیم احتراقی دما بالا می‌گردد. استفاده از CO2 به جای N2 به عنوان اکسنده می‌تواند به عنوان روشی راهگشا در کاهش اتلاف حرارتی همزمان با کاهش میزان ناکس منتشر شده از کوره احتراق غیرپیش‌آمیخته مورد توجه قرار گیرد.