بررسی عددی اثر عرض ریزاحتراق بر عملکرد آن

در پژوهش حاضر، جریان آرام و پایا واکنش احتراق استوکیومتریک مخلوط پیش آمیخته هیدروژن- هوا در مشعلهای استوانه ای با مقیاس میکرو به همراه آلاینده nox تولیدی حاصل از این فرآیند از طریق مدلسازی عددی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. هندسه مذکور به گونه ای مدل سازی شده است که امکان تغییر سایز با حفظ شکل کلی از مقیاسهای میکرو به ماکرو را در دستگاه مختصات محوری-شعاعی دارا می باشد و امکان بررسی و سنجش پدیده احتراق را در مقیاس های مورد نظر فراهم می نماید. در واقع در این دستگاه، معادلات بقای جرم، اندازه حرکت، انرژی و گونه های شیمیایی به شکل عمومی نوشته می شوند و با استفاده از روش انفصالی حجم محدود حل می گردند. از سوی دیگر برای مدل سازی فرآیند احتراق یعنی محاسبه نرخ مصرف سوخت و آزاد شدن انرژی های ناشی از آن از مدل تک مرحله ای پیش آمیخته آرنیوس و بمنظور مدل سازی nox تولیدی حاصل از فرآیند احتراق مکانیسم حرارتی زلدوویچ استفاده شده است. در نهایت با تلاش انجام شده در خصوص تغییر پارامترهای تاثیر گذار فیزیکی، شیمیایی بر عملکرد فرآیند احتراق و تولید آلاینده nox در دو مقیاس مذکور مشخص گردید که با بزرگ شدن ابعاد مشعل، دما و راندمان احتراق افزایش می یابد و با کاهش عرض مشعل میزان آلاینده nox حرارتی کمتر و با توجه به نوع و میزان سوخت مورد استفاده nox فوری تشکیل نمی شود. در واقع در نمودارهای تولید این آلاینده (nox حرارتی) دو جهش قابل ملاحظه با تغییر سایز ایجاد می گردد و سایز مناسب بمنظور دستیابی به فرآیند احتراق پایدار با راندمان مطلوب و حداقل تولیدآلاینده nox در حدود ابعاد 2 تا 70 میلیمتر عرض ریز احتراقها (مشعلهای میکرو) پیشنهاد می گردند.