بررسی تاثیر پارامترهای مربوط به جریان ورودی بر عملکرد یک مشعل صنعتی مدل جان زینک به منظور افزایش راندمان و کاهش آلاینده NO

کوره ها در فرآیندهای پتروشیمی و پالایشگاهی از مهمترین مصرف کننده های انرژی می باشند. اعمال مدیریت انرژی در یک سیستم با هدف مصرف صحیح انرژی و حداقل سازی هزینه بدون کاهش کیفیت محصولات و خدمات انجام می شود که این باعث صرفه جویی های موثر و دراز مدت در انرژی شده و همچنین هزینه های سیستم را به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. از طرفی میزان تولید آلاینده های زیست محیطی کاهش می یابد که در این صورت استفاده از روش های نوین بسیار با اهمیت می باشد. در این راستا استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی به عنوان یک ابزار شبیه سازی عددی برای مسایل پیچیده سیالات، انتقال حرارت و احتراق بسیار موثر می باشد. در این پژوهش سعی بر این شد که تاثیر دو پارامتر سرعت و دما مربوط به جریان ورودی به مشعل به عنوان دو عامل تاثیرگذار در توزیع دمایی کوره و تولید آلاینده ها در یک نمونه از مشعل های گازی جان زینک (مدل کولبرن) را که درکوره های صنایع مختلف نظیر نفت و گاز به کار گرفته شده است به روش حل عددی بررسی شود. کوره مورد بررسی از نوع مکش طبیعی بوده و دارای سه مشعل در کف می باشد نتایج شبیه سازی نشان می دهد زمانی که هوای ورودی با سرعت یک متر بر ثانیه و دمای 535 درجه کلوین وارد مشعل می شود. بالاترین دما در کوره مشاهده می شود همچنین نتایج شبیه سازی حاکی از افزایش تولید آلاینده نیتروژن مونو اکسید با افزایش دما می باشد. در این تحقیق هندسه مشعل و محفظه احتراق توسط نرم افزار سالیدورکس مدل سازی شده، در نرم افزار انسیس شبکه بندی شده و توزیع دما و تولید محصولات حاصل از احتراق به وسیله کد استاندارد در نرم افزار فلوینت بصورت تراکم پذیر سه بعدی آشفته با مدل استاندارد k-ε شبیه سازی و حل شده است و در نهایت پیشنهاد گردید جهت افزایش کارایی مشعل ها تاثیر افزایش سرعت و دمای هوای ورودی به مشعل بر شکل شعله، میزان دما و محصولات احتراق بررسی شود

Keywords:

مشعل , دینامیک سیالات محاسباتی , هوای ورودی , احتراق