شبیه سازی عددی و بررسی آزمایشگاهی مشعل پیش مخلوط استوانه ای و سیستم مخلوط کننده برای بهره برداری در دیگ چگالشی

Abstract

در این مقاله، به شبیه ­سازی عددی و مطالعه تجربی مشعل پیش­مخلوط استوانه‌ای و سیستم مخلوط­ کننده ‌آن پرداخته شده ­است. این مشعل‌ها در پکیج‌های­ چگالشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این تحقیق، به بررسی کارکردی مشعل و مخلوط­ کننده در توان 11 کیلووات پرداخته شد­ه است. همچنین، از سینتیک دومرحله­ای متان-هوا برای شبیه­ سازی استفاده شده­ است. از خصوصیات این نوع مشعل‌ها می‌توان به طول کوتاه شعله، تشعشع بالا و آلایندگی کم اشاره کرد. تست­ های تجربی روی مشعل برای اندازه ­گیری دمای شعله و دمای سطح انجام شده است. همچنین، برای اعتبارسنجی نتایج شبیه ­سازی از آن استفاده شده است. نتایج به ­دست­ آمده از شبیه‌سازی با نتایج تجربی مطابقت قابل قبولی داشته و اختلاف نتایج عددی با نتایج تجربی دمای شعله در بیشترین حالت حدود 14 درصد است. نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که با افزایش نسبت هم ­ارزی تا نسبت استوکیومتریک بیشینه دمای شعله و میزان آلایندگی NO_x افزایش پیدا کرده است. همچنین، در فاصله تا 5/2 سانتی­متری اطراف مشعل، تشعشع مکانیزم غالب در انتقال حرارت این مشعل‌ است. محدوده نسبت هم ­ارزی 75/0 تا 85/0، با توجه به محدودیت دمای مورد نیاز در مشعل و نیز تولید آلاینده، به­ عنوان بازه­ کارکردی مشعل انتخاب شد.