بررسی عددی و دوبعدی تاثیرات چرخش سوخت روی ساختار و ویژگی‌های زیست‌محیطی یک شعله نفوذی گازی

Abstract

تاثیر مثبت چرخش واکنشگرهای ورودی به محفظه احتراق بر نرخ اختلاط سوخت و هوا در تحقیقات پیشین به­صورت گسترده­ای مورد بحث قرار گرفته است. اما، این تحقیقات اغلب بر چرخش هوا متمرکز بوده­اند. کار حاضربه ­صورت عددی به بررسی تاثیر چرخش سوخت بر ساختار شعله و نشر آلاینده­های یک شعله نفوذی می­پردازد، در حالی که میزان چرخش هوا ثابت نگه داشته می­شود. نتایج نشان می­دهد که افزایش چرخش سوخت منجربه افزایش نرخ اختلاط سوخت و هوا، افزایش پهنای شعله، افزایش دمای بیشینه شعله، کاهش نشر مونوکسیدکربن و کاهش طول شعله می­شود. اما، منحنی تغییرات میزان نشر اکسیدنیتروژن با چرخش سوخت دارای یک حداقل در چرخش­های میانی است. همچنین، نتایج نشان می­دهد که چرخش هم­جهت سوخت و هوا، در مقایسه با چرخش خلاف ­جهت آن­ها، منجربه نرخ اختلاط سریع­تر، دمای بیشینه بالاتر، نشر اکسیدنیتروژن بیشتر، و در عین حال موجب نشر مونوکسیدکربن کمتر می­شود. در کار حاضر، مشاهده می­شود که چرخش بهینه سوخت برابر با چرخش هوا و هم­جهت با آن است. در این حالت، میزان نشر اکسیدنیتروژن و مونوکسیدکربن، در مقایسه با طرح مرجع (که در آن سوخت بدون چرخش در نظرگرفته می­شود)، به­ترتیب، در حدود 2/15 درصد و 7/92 درصد کاهش می­ یابد.<br />