مطالعه ساختار شعله متان هیدروژن در مشعل پیچشی سیدنی بااستفاده از مدل احتراقی حجمی

در مصارف صنعتی، آلاینده های خروجی توربینهای گازی نیروگاه ها با مقادیر بالا انتشار مییابند و به همین جهت روشهای کاهش انتشار آنها بخصوص در شعله های غیرپیش آمیخته مورد اهمیت واقع میگردد. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار OpenFOAM اثر افزودن هیدروژن بر کاهش میزان کربن منوکسید خروجی که از آلاینده های مهم در احتراق متان می باشد، بررسی شده است. برای احتراق متان با هوا، از مشعل سیدنی (SM۱)، مدلهای عددی k- ε و k-ω SST-SAS برای جریان آشفته، تابش P۱ و از مجموعه مدلهای احتراق حجمی مانند واکنشگاه اختلاط جزئی استفاده شده است. تاثیر احتراق و افزایش دما بر آیرودینامیک جریان و تغییرات ناحیه بازگردشی ثانویه با استفاده از شبیه سازی جریان غیرواکنشی متان و هوا با استفاده از مدلسازی شبیه سازی گردابه بزرگ بررسی شده است. افزودن هیدروژن به سوخت و تاثیر آن بر میزان انتشار منواکسیدکربن یا CO در انتها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان میدهند که با ترکیب متان با هیدروژن، آلایندهی CO در پایین دست کاهش مییابد و همچنین میزان بیشینه دما و گونه منواکسید کربن بدلیل سرعت اختلاط و نفوذ بالای هیدروژن به طرفین نازل خروجی منتقل می گردد.

Keywords:

احتراق عددی , مدل رآکتور واکنشگاه جزئی , نرم افزار OpenFOAM , افزودن هیدروژن به سوخت , جریان غیرواکنشی