تاثیر فشار محفظه ی احتراق در تشکیل آلاینده های سوخت مایع در هندسه ی دوبعدی متقارن محوری

فشار داخلی محفظه ی احتراق و چگونگی تبخیر سوخت، نقش بسیار مهمی در بسیاری از فرآیندهای احتراقی در صنعت مانند صنایع حمل و نقل، صنایع نظامی، نیروگاه ها و کوره ها دارد. از این رو، کار حاضر بر میزان تاثیر فشار داخلی محفظه ی احتراق در تشکیل آلاینده هایی نظیر مونوکسید کربن و ناکس در یک محفظه احتراق دوبعدی متقارن محوری تمرکز یافته است. برای شبیه سازی سیستم احتراق از روش مدل فاز گسسته استفاده شده که مبنای آن بر پایه ی روش اویلری الاگرانژی است. در این مدل، فاز پیوسته به صورت اویلری و فاز گسسته به صورت لاگرانژی شبیه سازی شده اند. برهم کنش بین فازها و تشعشع نیز در شبیه سازی لحاظ شده است، برای مدل سازی احتراق سوخت تبخیر شده در محفظه ی احتراق، از مدل احتراق غیر پیش آمیخته با تابع احتمال چگالی و برای مدل سازی خصوصیات آشفتگی جریان فاز پیوسته، از مدل کی - اپسیلون آران جی استفاده شده است. در این تحقیق، میزان تاثیر تغییر فشار محفظه احتراق، در تولید آلاینده هایی نظیر ناکس و مونوکسید کربن با زوایای پاششی ، 30، 45 و 60 درجه سوخت مایع کروزن در ورودی بررسی شده است. نتایج نشان میدهند که با افزایش فشار محفظه ی احتراق، بدلیل بالا رفتن بیشینه دمای مرکزی در قسمت ابتدایی محفظه، بدلیل احتراق کامل تر، مونوکسید کربن کمتر و برعکس ناکس حرارتی بیشتری تولید شده است. اما، بدلیل کم بودن حجم شعله، بتدریج با سرد شدن محفظه ی احتراق، تغییری در میزان ناکس ایجاد نمی شود. در حالی که، در فشار های پایین بدلیل بالا رفتن درجه حرارت در بخش انتهایی محفظه احتراق، بر میزان ناکس خروجی بشدت افزده شده اما، بدلیل کامل نشدن احتراق، مونوکسید کربن زیادی در دودکش حاصل می شود. بنابر این، در انتهای محفظه ی احتراق در فشارهای بالا، ناکس خروجی کاهش یافته همچنین، از میزان مونوکسید کربن تولیدی نیز کاسته شده تا حدی که در فشارهای بالا به صفر می رسد. همچنین، با افزایش زوایای پاشش، این روند اندکی کندتر شده است.

Keywords:

محفظه احتراق , سوخت مایع , آلاینده های تولیدی , متقارن محوری