تاثیر رقیق کننده های نیتروژن و دی اکسید کربن بر تولید NOx در احتراق سوخت مخلوط متان و هیدروژن

در این مطالعه، تاثیر استفاده از رقیق کننده ها بر کاهش دما، یکنواختی حرارتی و تولید NO در محفظه های احتراق بررسی شده است. برای شبیه سازی فرآیند احتراق و تحلیل واکنش های شیمیایی، از روش ترکیبی CFD-CRN استفاده شد که توانایی تطابق مناسب با نتایج تجربی و امکان تحلیل حساسیت واکنش ها و نرخ تولید گونه های شیمیایی را فراهم کرد. نتایج نشان داد که حضور رقیق کننده ها اختلاف بین بیشینه دما و دمای خروجی در خط مرکزی را از ۲۱۰ درجه به ۱۶۰ درجه در رقیق کننده نیتروژن و ۱۰۰ درجه در رقیق کننده دی اکسید کربن می رساند. همچنین دی اکسید کربن، تاثیر قابل توجهی بر تولید NO دارد. دی اکسید کربن با ظرفیت حرارتی بالاتر و شرکت در واکنش هایی مختلف، موجب کاهش گونه های فعال OH و O و در نتیجه کاهش نرخ تولید NO از ۲۰.۳۶ به ۰.۹۹ در مخلوط ۲۰ درصد هیدروژن شد. در مقابل، نیتروژن به عنوان رقیق کننده، تنها با کاهش دما و کاهش غلظت اکسیژن توانست تولید NO را کاهش دهد، اما تاثیر آن کمتر از دی اکسید کربن بود. به طوری که مقدار NO را در مخلوط ۲۰ درصد هیدروژن به ۲.۳۲ رساند. تحلیل حساسیت نشان داد که واکنش های مرتبط با OH و O نقش کلیدی در تولید NO ایفا می کنند.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، محفظه احتراق ، سوخت مخلوط ، هیدروژن ، رقیق کننده ، حل عددی