مدلسازی سینتیک و تحلیل مسیر احتراق مخلوط های استاندارد گاز طبیعی LNG با تمرکز بر داده های اشتعال خودکار و بر مبنای محتوی متان

مخلوط های مختلف LNG عمدتا شامل متان و مقادیری از سایر آلکان ها هستند، که با وجود تشابهات، پدیده های احتراقی متفاوتی را بروز می دهند. در این مطالعه تاثیر ترکیب LNG بر زمان تاخیر اشتعال و احتمال بروز کوبش بررسی شده است. بدین منظور، یک مدل سینتیکی با ابعاد C۰-C۴ بر مبنای مدل انتشار یافته اخیر متانول توسط نویسنده و همکاران در دانشگاه صنعتی مونیخ TUM، با افزودن مدل های زیرمجموعه C۲-C۴ به آن توسعه یافته است. سپس ۱۱ مخلوط استاندارد LNG در شرایط مختلف آزمایشگاهی و در نسبت های هم ارزی ϕ=۰.۴, ۱.۲ مورد شبیه سازی و مطالعه قرار گرفته اند. نتایج بدست آمده حاکی از همخوانی مطلوب با داده های آزمایشگاهی، برای شرایط دماهایی بالا و میانیT≥۱۰۰۰ K است. این نتایج با عملکرد دو مدل جامع دیگر نیز مقایسه شده است، که مدل توسعه یافته در این پژوهش پیش بینی موفق تری را فراهم می کند. در پایان نیز مسیر تشکیل فرآورده های احتراق، بر مبنای تحلیل نرخ تشکیل گونه ها ROPAD مورد بررسی قرار گرفته و دو رژیم متفاوت در بازه های دما بالا و دما پائین برای احتراق هریک از اجزای سوخت شناسایی شده است. در دماهای بالا، همه اجزای سوخت تحت تجزیه مستقیم به گونه ها و رادیکال های کوچک، و سپس ترکیب با اکسیژن قرار دارند. در دماهای پائین، در مورد متان مطابق تشکیل C۲H۶ از رادیکال متیل CH۳ بسیار پر رنگ است، و سپس فرآیند هیدروژن زدایی مرحله ای (آبشاری) سازوکار موثر در ادامه مسیر احتراق است. این موضوع در مورد اجزای بزگتر سوخت نیز به جای ترکیب مستقیم با اکسیژن صدق می کند.

کلیدواژه ها:

گاز طبیعی مایع ، اشتعال خودکار ، مدل سازی سینتیک احتراق