بررسی تاثیر نسبت اتمی ملکول های هوا و متان به عنوان ساختار اولیه در فرآیند احتراق کاتالیستی دریک نانو کانال مارپیچی با استفاده از شبیه سازی دینامیک ملکولی

احتراق کاتالیزوری یک فرآیند بدون ایجاد شعله است که در دماهای پایین رخ می دهد. بازده این قبیل احتراق ها بستگی به عوامل بسیاری دارد که از آن جمله می توان از غلظت آلاینده، غلظت اکسیژن و نوع کاتالیست نام برد. در این پژوهش با استفاده از روش دینامیک ملکولی به بررسی عملکرد احتراق کاتالیزوری متان/ هوا در یک نانو کانال مارپیچی از جنس آهن و مس پرداخته شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که مقدار بیشینه سرعت در حالت استوکیومتری برابر با ۰/۳۹ آنگستروم بر پیکوثانیه می باشد. با افزایش و کاهش مقدار هوا در نمونه ها، بیشینه سرعت اتمی به مقدار ۰/۲۶ آنگستروم بر پیکوثانیه و ۰/۲۸ آنگستروم بر پیکوثانیه پس از ۱۰ نانوثانیه می رسد که این امر بیانگر تحول مناسب تر سیال درون ساختار اتمی به عنوان میکروکانال می شود. از دیدگاه عددی مقدار ضریب رسانندگی حرارتی در نمونه های اتمی پس از طی ۱۰ نانوثانیه به مقدار W/m.K ۱/۱۵ می رسد. مقداریازده احتراق در نمونه تعریف شده در پژوهش حاضر برابر با ۷۴ ٪ است. با افزایش و کاهش اکسیژن موجود در جعبه شبیه سازی، ضریب رسانندگی حرارتی نمونه های اتمی نیز دچار افت می شود و به مقدار W/m.k ۱/۰۵ و W/m.k ۱/۰۹ می رسد. این محاسبات نشانگر آن است که مقدار استوکیومتری اکسیژن درون جعبه شبیه سازی بهینه ترین حالت را در نمونه ها ایجاد کرده و در نتیجه در زمینه انتقال حرارتبهترین گزینه خواهد بود.

کلیدواژه ها:

احتراق کاتالیزوری ، میکروکانال ، بازده احتراق ، رسانندگی حرارتی ، شبیه سازی دینامیک ملکولی.