تاثیر مدلهای واکنش شیمیایی گونه ها در بررسی دینامیک محاسباتی ناپایداری های احتراق مشعل و شاخص های انتشار آلاینده

پیش بینی دقیق ناپایداری های احتراق و انتشار آلاینده ها در مشعل های صنعتی برای افزایش بهره وری انرژی، تضمین ایمنی عملیاتی و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی بسیار مهم است. این مقاله یک مطالعه محاسباتی سطح بالا ارائه می دهد که تاثیر مکانیسم های مختلف سینتیک شیمیایی را بر رفتار دینامیکی ویژگی های شعله، ناپایداری های ترموآکوستیکی و شاخص های انتشار شعله های هم جریان متان غیرآدیاباتیک و غیر پیش آمیخته بررسی می کند. با استفاده از شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) ANSYS Fluent)، همراه با شبیه سازی گردابی (LES) برای آشفتگی، مکانیسم های سینتیک شیمیایی دقیق و کاهش یافته به ویژه GRI-Mech ۲.۱۱ و GRI-Mech کاهشی به کار گرفته شده و مقایسه شده اند. این مطالعه پیشینه نظری، روش عددی و اعتبارسنجی را در برابر یک چیدمان آزمایشی فرضی، با تمرکز بر ارتفاع شعله، پروفیل های دما، غلظت گونه ها و نوسانات فشار شرح می دهد. نتایج تفاوت های قابل توجهی را در پیش بینی ساختار شعله، نرخ های آزادسازی گرما، انتشار CO و NOx بسته به مکانیسم سینتیکی انتخاب شده برجسته می کند که مستقیما بر نقشه های پایداری شبیه سازی شده و شاخص های انتشار تاثیر می گذارد. یافته ها بر اهمیت حیاتی انتخاب مدل های سینتیک شیمیایی مناسب برای طراحی و بهینه سازی قابل اعتماد سیستم های احتراق تاکید می کنند و بینش های ارزشمندی را برای بهبود راندمان مشعل، کاهش ناپایداری ها و هدایت شیوه های مهندسی سازگار با محیط زیست ارائه می دهند.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی گردابه های بزرگ (LES) ، مدلسازی احتراق RANS ، پایداری شعله ، غیر پیش آمیخته ، مشعل جریان همسو ، راندمان احتراق ، پیش بینی انتشار آلاینده ، اعتبارسنجی عددی