بررسی عددی و تجربی یک مشعل مخلوط سرنازل سرعت بالا متصل به کوره

مشعل های سرعت بالا به مشعل هایی گفته می شود که خروج سیال از دهانه مشعل با سرعت بیش از ۷۰m/s صورت می گیرد وکاربردهای متعددی ازجمله در کوره های عملیات حرارتی، ذوب بوته ای، نگهدارنده های مذاب، وان های گالوانیزه و غیره در صنعت دارد.همچنین، استفاده از این مشعل ها در فرآیندهای احتراقی بدون شعله در حال افزایش در سطح دنیا بوده و بکارگیری از آنها در پروژه هایاحتراق بدون شعله کوره های صنایع نفت در دست مطالعه است. در این تحقیق یک مشعل سرعت بالای درون سوز که در کارخانهشعله صنعت طراحی و ساخته شده با حداکثر ظرفیت ۲۲۰.۰۰۰kCal/hour و سوخت متان به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرارگرفته است. به منظور بررسی تجربی کیفیت احتراق این مشعل در بستر آزمون موجود در کارخانه شعله صنعت مورد بررسی قرار گرفت وبا استفاده از یک دستگاه آنالایزر مدل Testo۳۵۰، محصولات احتراق خروجی از دودکش اندازه گیری شد. همچنین به منظور بررسیساختار شعله، مشعل مذکور در فضای باز خارج از کوره روشن و شکل و طول شعله توسط اپراتور مربوطه اندازه گیری و گزارش شد.شبیه سازی عددی مشعل با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت انجام گرفته است. شبکه بندی دامنه محاسباتی به صورت هیبریدی انجامگرفته و در محل اختلاط سوخت و هوا و تشکیل شعله شبکه بندی ریزتر اعمال شده است. نتایج شبیه سازی عددی حاکی از آن است کهحداکثر سرعت خروجی محصولات احتراق از دهانه مشعل بیش از ۲۷۰m/s است که نسبت به بسیاری از مشعل های سرعت بالای موجوددر دنیا از سرعت بیشتری برخوردار است. علاوه بر این، مقدار آلاینده اکسیدنیتروژن خروجی و همچنین طول شعله به صورت عددی نیزاندازه گیری شده است که در آن نتایج عددی نسبت به تجربی تطابق مناسبی دارد. همچنین، نتایج عددی نشان دهنده آن است جانماییمشعل و دودکش در یک سمت کوره مناسبتر تلقی می شود زیرا توزیع دمایی یکنواخ تتری درون کوره ایجاد می نماید.

کلیدواژه ها:

مشعل درون سوز ، کوره ، آلاینده اکسید نیتروژن ، آزمون تجربی ، شبیه سازی عددی