بررسی عددی تأثیر پارامترهای هندسی نازل‌های ورودی بر عملکرد احتراق بدون شعله گاز طبیعی و میزان انتشار NOx

احتراق بدون شعله روشی پیش‌رو در جهت افزایش راندمان احتراق و نیز کاهش تولید آلاینده است. هدف از این مطالعه بررسی عددی تأثیر پارامترهای هندسی نازل‌های ورودی بر عملکرد احتراق بدون شعله در یک کوره نیمه صنعتی است. این پارامترها شامل فاصله نازل‌های پاشش سوخت و هوا و تعداد نازل ورودی سوخت می‌باشند. در این شبیه‌سازی از یک محفظه احتراق نیمه صنعتی که در صنعت ذوب آهن کاربرد دارد، استفاده شده است. مدل‌های k-ɛ استاندارد و مفهوم اتلاف گردابه‌ای به ترتیب برای مدل‌سازی آشفتگی و احتراق اعمال و مدل WSGGM برای محاسبه ضرایب جذب و گسیل تابش استفاده شده است. مقایسه نتایج شبیه‌سازی اولیه با داده‌های تجربی مربوط به توزیع دما و سرعت در مقاطع مختلف محفظه سازگاری مطلوبی را نشان می‌دهد که بیانگر صحت روشهای و مدلهای بکار رفته است. هم‌چنین صحت مدل تابشی با بررسی حالات بدون اعمال مدل تابشی، مدل DO و مدل P1 انجام و بر اساس نتایج مدل P1 انتخاب شده است. نتایج نشان می‌دهند تغییر فاصله نازل‌های سوخت و اکسیدکننده بیشتر در ناحیه بالادست محفظه احتراق تأثیرگذار است. با فاصله گرفتن نازل سوخت از مرکز محفظه، تأثیر محصولات احتراق بازگشتی در ناحیه واکنش شدت گرفته و دمای اوج محفظه کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش تعداد پاشنده‌ها سوخت، گرادیان دمای بیشتری در محفظه ایجاد و احتراق از حالت بدون شعله به سمت شعله ناپایدار پیش ‌می‌رود. افزایش فاصله نازل‌ها در تعداد نازل ورودی سوخت کمتر دسترسی به حالت احتراق بدون شعله را در کوره‌های صنعتی بهتر کرده و میزان انتشار اکسید نیتروژن را کاهش می‌دهد.

کلیدواژه ها:

احتراق بدون شعله ، نرخ بازچرخش ، فاصله نازل‌ها ، تعداد نازل سوخت ، NOx