مطالعه ساختار شعله متان هیدروژن در مشعل پیچشی سیدنی با استفاده از مدل احتراقی حجمی

در مصارف صنعتی، آلاینده های خروجی توربین های گازی نیروگاه ها با مقادیر بالا انتشار می یابند و به همین جهت روش های کاهش انتشار آنها بخصوص در شعله های غیرپیش آمیخته مورد اهمیت واقع می گردد. در این پژوهش، با استفاده از شبیه سازی عددی با استفاده از نرم افزار OpenFOAM اثر افزودن هیدروژن بر کاهش میزان کربن منوکسید خروجی که از آلاینده های مهم در احتراق متان می باشد، بررسی شده است. برای احتراق متان با هوا، از مشعل سیدنی (SM۱)، مدل های عددی ε k- و k-ω SST-SAS برای جریان آشفته، مدل تابش P۱ و از مجموعه مدل های احتراق حجمی مانند واکنشگاه اختلاط جزئی استفاده شده است. تاثیر احتراق و افزایش دما بر آیرودینامیک جریان و تغییرات ناحیه بازگردشی ثانویه با استفاده از شبیه سازی جریان غیر واکنشی متان و هوا با استفاده از مدل سازی شبیه سازی گردابه بزرگ بررسی شده است. افزودن هیدروژن به سوخت و تاثیر آن بر میزان انتشار منواکسید کربن یا CO در انتها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که با ترکیب متان با هیدروژن، آلاینده ی CO در پایین دست کاهش می یابد و همچنین میزان بیشینه دما و گونه منواکسید کربن بدلیل سرعت اختلاط و نفوذ باالای هیدروژن به طرفین نازل خروجی منتقل می گردد.

کلیدواژه ها:

احتراق عددی ، مدل رآکلتور واکنشگلایی ، نرم افزار OpenFOAM ، افزودن هیدروژن به سوخت ، جریان غیر واکنشی