مقایسه رفتار احتراقی و تولید آلاینده های ناشی از کاربرد سوخت های مایع و جامد در کوره های تونلی

با توجه به کاربرد فراوان کوره های تونلی در صنعت و نقش قابل توجه آن ها در آلودگی محیط زیست مدل سازی عددی این کوره ها جهت داشتن حداکثر بازده و حداقل آلاینده ها، از اهمیت خاصی برخوردار است. در این پروژه رفتار احتراقی و تولید آلاینده های nox و دوده ناشی از کاربرد سوخت های مایع (گازوئیل) و جامد (ذغال سنگ) در کوره های تونلی مقایسه و مورد بررسی قرار گرفته است‎. میزان تولید آلایندهnox بر مبنای مکانیزم حرارتی زلدوویچ و میزان تولید دوده بر مبنای مدل یک مرحله ای خان- گریوس محاسبه گردیده است‎. در این کد، حل عددی میدان جریان به روش حجم محدود و با کمک الگوریتم سیمپل انجام می گیرد. مدل تنش جبری rodi برای آشفتگی جریان انتخاب شده است. برای اطمینان از حل میدان جریان جواب های مساله، با نتایج قابل دسترس مقایسه شده و توافق مطلوبی را نشان می دهند. فاز گسسته جریان (قطرات مایع و ذرات جامد) به روش لاگرانژی مدل شده است. دما و آلاینده های کوره وابستگی زیادی به پارامترهایی از قبیل عدد چرخش هوای ورودی و قطر قطرات پاشش شده دارد. در همین راستا در این پایاننامه اثرات پارامترهای فوق نیز مورد بررسی و بحث واقع شده است‎. نتایج نشان می دهند سوخت مایع به دلیل ارزش حرارتی بالاتر دارای دمای ماکزیمم بیش تری نسبت به سوخت جامد می باشد و منطقه ماکزیمم دمای سوخت جامد با تاخیر نسبت به سوخت مایع در کوره اتفاق می افتد. غلظت nox برای سوخت مایع نسبت به سوخت جامد بیش تر می باشد. تولید دوده نیز به دلیل حجم کربن بالای موجود در سوخت جامد به مراتب بیش تر از سوخت مایع می باشد. در هر دو نوع سوخت با افزایش عدد چرخش راندمان احتراق بالا رفته و ماکزیمم دما به دلیل افزایش میزان گردابه ها و در نتیجه اختلاط بهتر سوخت و هوا، افزایش می یابد و بالطبع آن ماکزیمم کسر جرمی nox تولید شده نیز زیاد می شود؛ اما میزان تولید دوده با افزایش عدد چرخش در سوخت مایع افزایش و در سوخت جامد کاهش یافته است. در هر دو نوع سوخت با افزایش قطر ذرات سوخت، ماکزیمم دما و مقدار nox حرارتی کاهش یافته است. اما تولید دوده، در هر دو نوع سوخت، با افزایش قطر ذرات سوخت به دلیل تجزیه کمتر، کاهش یافته و انتشار آن نیز به دلیل اکسیداسیون کمتر افزایش یافته است.