کاهش تولید اکسیدهای نیتروژن و دوده در محفظه احتراق آشفته غیر پیش مخلوط متان/هوا با استفاده از تزریق آب

هدف اصلی مقاله حاضر کاهش آلاینده های اکسیدهای نیتروژن و دوده (سوت) در محفظه ی احتراق با استفاده از تزریق آب به هوای ورودی (رطوبت نسبی هوا) به محفظه میباشد. در این راستا یک محفظه ی احتراق متقارن محوری آشفته با سوخت گازی (متان) و غیرپیش مخلوط، برگرفته از تحقیق آزمایشگاهی درنظر گرفته شده است. جهت آشفتگی جریان از مدل دو معادلهای k- در دو حالت استاندارد و تحقق پذیر و برای محاسبه نرخ انجام واکنش از دو مدل احتراقی اضمحلال گردابهای (EDM) و تابع چگالی احتمال (PDF) استفاده شده است. نتایج حاصل از مدلسازی ها نشان داد که دقیقترین مدل جهت آشفتگی جریان k- تحققپذیر و برای احتراق، PDF است. به هدف کاهش آلاینده ها، میزان رطوبت نسبی هوای ورودی در شش مقدار مختلف از صفر تا 100درصد در نظر گرفته شد. نتایج نشان دادند که با افزایش رطوبت نسبی هوای ورودی، کاهش خفیف دما و در نتیجه آن کاهش شدید آلاینده هایی نظیر اکسید نیتروژن و دوده در محفظه دیده میشود. علت کاهش NO و دوده را میتوان به ترتیب، کاهش بیشینه ی دمای محفظه در اثر تبخیر آب تزریق شده و همچنین کاهش کربن موجود در محفظه عنوان نمود. میزان کاهش دما در اثر رطوبت دهی به هوا (از 0 تا 100درصد)، مقدار 1درصد بود درحالی که این مقدار برای NO و دوده به ترتیب 67/5 و 71/8 درصد دیده شد. عدم کاهش راندمان حرارتی و کاهش شدید NO و دوده، نشان از کارآمد بودن روش فوق جهت کاهش آلاینده ها میباشد.

کلیدواژه ها:

احتراق غیر پیش آمیخته ، رطوبت نسبی ، کاهش آلاینده ها ، NOX ، سوت