بررسی عددی اثر پارامتر هندسی تخلخل در مشعل محیط متخلخل آمونیاک-متان

دف از مطالعه حاضر بررسی اثر خواص هندسی تخلخل ازجمله اثر تغییر چگالی حفره تخلخل در بازه ppi۴۰-۱۰، درصد تخلخل ۷/۰و ۹/۰ و اثر پیش گرم کردن هوا در بازه ۵۰۰-۳۰۰ کلوین و سه نسبت هم ارزی مختلف ۷/۰، ۱، ۱/۱ بر توزیع دما و پایداری مشعل محیط متخلخل در سوخت آمونیاک-متان است. بدین منظور از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل به صورت عددی با استفاده از نرم افزار فلوئنت ۲۲ و یک سینتیک شیمیایی شامل ۶۹ گونه و ۳۸۹ واکنش استفاده شده است. با توجه به رابطه بین چگالی حفره و درصد تخلخل و ضریب انتقال حرارت حجمی اثر این دو پارامتر موجب تغییر ضریب انتقال حرارت حجمی می شود. نتایج نشان داد که با افزایش چگالی حفره تخلخل اختلاف دمای دو فاز گاز و جامد کاهش می یابد. در چگالی حفره تخلخل برابر ۱۰ppi= بیشترین دمای گاز در خروجی مشاهده شد و اختلاف دمای حداکثری بین فاز گاز و جامد در این حالت حدود ۵۹۰ کلوین است و با افزایش چگالی حفره تخلخل در۴۰ppi=، کمترین دمای گاز در خروجی مشاهده شد و اختلاف دمای بین فاز گاز و جامد در این حالت حدود ۲۴۳ کلوین است. با افزایش درصد تخلخل از ۷/۰ به ۹/۰، ضریب انتقال حرارت حجمی کاهش و حدود شعله وری و پایداری مشعل افزایش می یابد. درنهایت مشاهده شد که در نسبت هم ارزی ثابت، با افزایش دمای ورودی تا  ۵۰۰کلوین جبهه شعله به سمت بالادست مشعل کشیده می شود. همچنین در دمای ورودی ثابت، با افزایش نسبت هم ارزی از ۷/۰ به سمت ۱/۱ پایداری افزایش و موقعیت شعله به سمت بالادست کشیده می شود.

کلیدواژه ها:

مشعل متخلخل ، سوخت آمونیاک ، پایداری شعله ، تخلخل ، نسبت هم ارزی