تحلیل عددی و آزمایشگاهی اثر گرمایش مستقیم سوخت گاز طبیعی بر تشکیل دوده، خصوصیات احتراقی، درخشندگی و تولید NOx در شعله نفوذی گاز طبیعی
عنوان مقاله: تحلیل عددی و آزمایشگاهی اثر گرمایش مستقیم سوخت گاز طبیعی بر تشکیل دوده، خصوصیات احتراقی، درخشندگی و تولید NOx در شعله نفوذی گاز طبیعی
شناسه ملی مقاله: JR_JFNC-11-1_005
منتشر شده در در سال 1397
شناسه ملی مقاله: JR_JFNC-11-1_005
منتشر شده در در سال 1397
مشخصات نویسندگان مقاله:
محمد جلیلی مهر - گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
محمد مقیمان - گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
حمید نیازمند - گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
خلاصه مقاله:
محمد جلیلی مهر - گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
محمد مقیمان - گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
حمید نیازمند - گروه مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران
در این مقاله، با هدف افزایش تابش شعله گاز طبیعی، اثر گرمایش مستقیم سوخت در محفظه پیش احتراق بر تولید ذرات کربنی در فرایند احتراق و تاثیر آن بر درخشندگی شعله، دمای محصولات احتراق و همچنین انتشار آلایندههای احتراقی مورد مطالعه عددی و آزمایشگاهی قرار گرفته است. کل دبی جرمی سوخت ورودی ثابت بوده که از دو مجرای مختلف وارد محفظه پیشاحتراق میشوند. ابتدا، سوخت اولیه بهصورت محوری و سپس سوخت خوراک به صورت شعاعی در شعله حاصل از گاز اولیه تزریق شده و اثر نسبت سوخت اولیه به کل دبی سوخت مطالعه شده است. شبیهسازیها بهصورت سهبعدی انجام شده و برای مدلسازی احتراق از مفهوم کسر مخلوط و با درنظر گرفتن اثرات آشفتگی بر نرخ واکنشهای شیمیایی از مدل تابع چگالی احتمال با توزیع فرضی استفاده شده است. نتایج عددی نشان میدهد که در نسبتهای سوخت اولیه به کل دبی سوخت کمتر از ۵۰ درصد، دوده ناشی از احتراق ناقص سوخت خوراک در محفظه پیش احتراق باعث افزایش انتشارCO در خروجی کوره و کاهش بازده احتراق میشود. اما، در نسبت های سوخت اولیه به کل دبی سوخت بیشتر از ۵۰ درصد و کاملتر شدن فرایند احتراق، به علت تجزیه حرارتی سوخت خوراک و تولید کربن زنده، تابش از شعله افزایش یافته است. در نسبت سوخت اولیه به کل دبی سوخت برابر ۸۵ درصد، ذرات کربنی به میزان ۹ درصد دبی سوخت کل تولید میشود و این ذرات کربنی در داخل شعله اصلی با کسب انرژی درخشان شده و در نتیجه آن تابش ۱۵درصد افزایش و انتشار الاینده NOx حدود PPM۵۲ کاهش یافته است. نتایج عددی و تجربی توزیع دما و انتشار NOx تطابق خوبی نشان میدهند.
کلمات کلیدی: گرمایش مستقیم گاز , ذرات کربنی , دوده , تابش درخشانی , تجزیه حرارتی
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1396052/