مدل سازی و تحلیل حرارتی مشعل متخلخل و مقایسه با مشعل شعله آزاد

در این تحقیق با استفاده از مکانیسم احتراق دو مرحله ای متان و هوا به شبیه سازی عددی و مقایسه ی احتراق غیر پیش آمیخته در مشعل های شعله آزاد و متخلخل پرداخته شده است به این منظور معادلات مومنتم انرژی و انتقال گونه های شیمیایی در هندسه ی دو بعدی با تقارن محوری با استفاده از کد تجاری ANSYS FLUENT 14 حل شده اند برای مدل سازی آشفتگی جریان از مدل k−ε استفاده شده و با استفاده از مدل تعادل حرارتی از معادله ی واحد برای موازنه ی انرژی گاز و محیط متخلخل استفاده شده است فرایند احتراق با کمک ترکیب مدل اضمحلال ادی و روش آرنیوس شبیه سازی شده و برای مدل سازی تشکیل اکسید نیتروژن مکانیسم های حرارتی و آنی به کار بسته شده اند معادلات حاصل با تقریب مرتبه دم گسسته سازی شده و برای کوپل کردن فشار و سرعت الگوریتم سیمپل مورد استفاده قرار گرفته است در نهایت میدان دو بعدی دمای گاز برای هر دو مشعل ارائه شده و همچنین حساسیت مدل نسبت به انتشار آلاینده NOوCO مطالعه گردیده است تطابق نتایج این مدل سازی با داده های آزمایشگاهی نشان می دهد که می توان از این فرضیات به خوبی برای پیش بینی احتراق در مشعل های شعله آزاد و متخلخل استفاده نمود نتایج نشان می دهد که استفاده از مشعل متخلخل سبب کاهش دمای ماکسیمم شعله و به تبع آن کاهش انتشار NO می گردد همچنین فرصت کافی برای احتراق واکنش دهنده ها در این مشعل میزان انتشار CO را نیز به طور قابل توجهی کاهش می دهد

Keywords:

تحلیل عددی , احتراق غیر پیش آمیخته , مشعل متخلخل , مشعل شعله آزاد , آلاینده اکسید نیتروژن