مطالعه‌ی آزمایشگاهی و شبیه‌سازی عددی تأثیر افزودن محصولات احتراق ناقص و متان بر شعله‌ی متان

Abstract

یکی از راه‌های افزایش راندمان و کاهش آلاینده‌ها در احتراق، تزریق افزودنی‌ها از جمله محصولات احتراق یا گونه‌های خاص به شعله است. در این مقاله اثر افزودن محصولات احتراق ناقص و متان به شعله بر روی دما، تابش و انتشار آلاینده‌ها به روش تجربی و شبیه‌سازی عددی بررسی شده است. استخراج نتایج تجربی با طراحی و ساخت یک کوره‌ی فرعی برای تولید محصولات احتراق ناقص و یک کوره‌ی اصلی برای انجام احتراق صورت پذیرفت. شبیه‌سازی عددی نیز با استفاده از نرم‌افزار Ansys Fluentانجام شد. مقایسه‌ی نتایج شبیه‌سازی عددی و آزمایشگاهی تطابق نسبتاً خوبی را نشان می‌دهد. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که میانگین حداکثر دما در حالت تزریق همزمان محصولات احتراق ناقص و متان از حالت تزریق به تنهایی هرکدام بیشتر است. تزریق افزودنی به شعله باعث گردید که رنگ شعله از آبی به زرد تغییر کند که موجب افزایش انتقال گرمای تابشی می‌شود. همچنین تزریق افزودنی تا 5 درصد، باعث افزایش انتشار NOx و پس از آن با افزایش تزریق تا 15 درصد، باعث کاهش انتشار NOx گردید. بیشترین میزان دوده در حالت افزودن محصولات احتراق ناقص و متان به شعله‌ رخ می‌دهد.