بررسی تاثیر طبقه ای کردن و رقیق سازی سوخت در مشعل چرخشی طبقه ای

هدف از مطالعه حاضر، ابتدا بررسی تاثیر طبقه ای کردن جریان سوخت و هوا بر روی عمکلرد مشعل چرخشی طبقه ای کمبریج ۱ به کمک شبیه سازی سه شعله پیش آمیخته همگن ۲، طبقه ای متوسط ۳و طبقه ای بالا۴ با چرخش متوسط در آن می باشد. سپس ، به بررسی تاثیر رقیق سازی سوخت متان مورد استفاده در این مشعل با کربن -دی اکسید در شعله پیش آمیخته همگن پرداخته شد. بررسی نتایج برای چهار حالت که سوخت حاوی ۱۰،۲۰،۳۰ و ۴۰ درصد کسر حجمی کربن دی اکسید باشد (در توان ورودی یکسان) صورت گرفت . در آخر نیز پارامترهایی چون بازده احتراق، حرارت آزاد شده، دمای بیشینه ، آلاینده های UHC۵، CO و NO ( در خروجی ) در این دو بخش مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج بدست آمده در بخش اول نشان می دهد که با افزایش میزان طبقه ای بودن جریان بازده احتراق تا ۲۹ درصد (نسبت به شعله پیش آمیخته همگن ) بهبود یافته ، آلاینده UHC تا ۸ درصد کاهش پیدا می کند. در حالی که افزایش دمای بیشینه و غنی شدن محلی سوخت به ترتیب باعث افزایش ۱۴ برابری NO و ۳۱ درصدی CO شدند. همچنین با وجود اینکه مقدار حرارت آزاد شده کاهش اندکی داشت ولی نسبت حرارت آزاد شده به توان ورودی افزایش پیدا کرد. در بخش دوم نیز با تزریق کربن دی اکسید به سوخت ورودی مشاهده شد که مقدار آلاینده های CO و NO با افزایش کسر حجمی رقیق کننده کاهش پیدا می کند. از طرف دیگر، این افزایش موجب کاهش مقدار بازده احتراق و حرارت آزاد شده، افزایش آلاینده UHC و کاهش دمای بیشینه تا ۸۰ کلوین شد.

Keywords:

احتراق طبقه ای , مشعل چرخشی طبقه ای کمبریج , رقیق سازی سوخت , راندمان احتراق , آلاینده محیط زیستی