بخشی از مقاله
چکیده:
پیشرفتهای سریع در تکنولوژی و ارتقاء استانداردهای جامعه در زمینه لزوم استفاده درست از سوخت - های فسیلی ما را با دو مساله مهم روبرو کرده است . یکی از آن ها اتمام سوخت های فسیلی و دیگری آلودگی زیست محیطی می باشد. در کار اخیر هدف حل چنین مشکلاتی در مشعل های صنعتی می باشد. در این تحقیق با استفاده از مدل دینامیک سیالات محاسباتی 28 مشعلهای از پیش اختلاط نیافته 29، بر مطالعه زاویه تزریق سوخت از طریق برنر تیپ ها30 تاکید شدهاست و هدف یافتن بهترین هند سه برنر تیپ با ایجاد تغییراتی روی زاویه تزریق گاز می باشد. نتایج مدلسازی با مقایسه توزیع دما و غلظت گونه هایی مانند CO وNOx ارزیابی شدهاست. نتیجهای که توزیع دمای یکنواخت و انتشار آلایند گی کمتری دارد به عنوان بهترین مدل انتخاب شدهاست.
مقدمه
احتراق نخستین منبع تولید انرژی است که بشر به آن دست یافته است. با وجود پژوهشهای مختلف و روزافزون برای دستیابی به انرژی های جایگزین شکی نیست که احتراق همچنان مفید خواهد ماند. از آنجا که ذخیره سوختهای فسیلی رو به اتمام است، این سوخت ها پیوسته گران تر میشوند و ناگزیر به منابع دیگری باید رو آورد که دسترسی به آنها دشوارتر است .
از این رو حائز اهمیت است که فرایند احتراق با بازدهی بالایی صورت پذیرد. از سوی دیگر بیشتر فرایندهای احتراقی، بر محیط زیست اثرهای زیان آوری دارند. از این رو لازم است که این گونه فرایندهای نامطلوب به پایین ترین حد نیل پیدا کند و در پژوهش ها به این دیدگاه توجه شایسته شود. از نظر اقتصادی نیز بهبود بازده احتراق برای کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای آلوده کننده یک موضوع کلیدی در تحقیقات احتراق است که با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی می توان به این اهداف دست یافت.
تجهیرات و انجام تست:
شکل - ٌ - قسمتی از کوره مورد تست و مشعل گازی نصب شده روی آن که یک مشعل از پیش اختلاط نیافته میباشد را نشان می دهد. سوخت و اکسیدکننده به صورت استوکیومتریک وارد مشعل می شود. مشعل دارای برنر تیپ با نازل هایی است که امکان تزریق سوخت با زوایای مختلف را دارد . هر کدام از این برنر تیپ ها سر لولههای گاز قرار دارند.
هر برنر تیپ دارای َ سوراخ میباشد که هر کدام میتوانند زوایای مختلفی داشته-باشند. در شکل - ٍ - ، شکل برنر تیپ و در شکل - َ - ، زوایای تزریق سوخت نشان داده شدهاست. در این کار تحقیقاتی، تست برای زوایای مختلف تزریق سوخت انجام شده و با توجه به پارامتر انتشار آلودگی 31 که فاکتور مهمی در طراحی کورههای صنعتی است بهترین زاویه تزریق سوخت تشخیص دادهشدهاست.
-مدلسازی عددی
مشعل مورد مطالعه ما یک مشعل از پیش اختلاط نیافته است که در فلوئنت با تعریف شرایط درست احتراق و حل معادلات مربوطه به قرار زیر مدل شده است: برای انجام محاسبات، هندسه به ٍُِِّّ حجم کنترل از نوع Tet/Hybrid تقسیم بندی شده است . در شکل - ُ - نمائی از هندسه مش بندی شده آمده است. قسمت اطراف برنر تیپها و پایین محفظه احتراق به دلیل این که ناحیه ورودی سوخت و هوا به منطقه احتراق است، به حجم های کنترل کوچکتر تقسیم بندی شده است .
