کاهش تولید آلایندة اکسید نیتروژن در محفظة احتراق هواچرخشی با استفاده از هوادهی در مجرای سوخت

در این مقاله تحلیل عددی اثر همزمان هوادهی در مجرای سوخت و سرعت چرخش هوا بر تولید و انتشار اکسید نیتروژن در یک محفظة احتراق استوانه‌ای انجام شده است. در این راستا، مخلوط استوکیومتریک متان - هوا در یک محفظة هواچرخشی با احتراق آشفته و غیرپیش­آمیخته در نظر گرفته شده ­است. تأثیر هوادهی در مجرای سوخت در نسبت هم‌ارزی ثابت و در اعداد چرخش صفر، 0/48، 0/68 و 1/08 بررسی شده است. برای مدلسازی آشفتگی جریان از مدل k−ε و جهت برهم­کنش آشفتگی - احتراق دو مدل PDF و EDM اعمال شده­اند. مقایسة نتایج شبیه‌سازی عددی با مقادیر تجربی نشان می­دهد که مدل PDF به‌همراه مکانیزم زلدویچ برای پیش‌بینی پارامترهای احتراق چرخشی مناسب است. نتایج این تحقیق نشان می­دهد که در هر عدد چرخش، یک درصد هوادهی مشخص وجود دارد که به ازای آن علاوه بر احتراق کامل میزان تولید آلایندة NO به حداقل می‌رسد. همچنین بدون هوادهی در مجرای سوخت، اعمال چرخش در هوای ورودی منجر به افزایش دمای خروجی و افزایش تولید اکسیدهای نیتروژن در محفظه می­شود. نتایج تحلیل عددی نشان می­دهد که در عدد چرخش 0/48، هوادهی در مجرای سوخت به میزان 2/5 درصد، منجر به احتراق کامل، افزایش دمای متوسط خروجی و همچنین کاهش تولید آلایندة NO خواهد شد.