شبیه سازی عددی شعله تشعشعی گاز طبیعی در یک مشعل طراحی شده

پایان نامه
چکیده

نرخ پایین انتقال حرارت تابشی در احتراق سوخت گاز طبیعی، سبب کاهش شدید راندمان حرارتی در بویلرها و کوره ها شده و تولیدکنندگان صنعتی را دچار مشکل نموده است. یکی از عوامل موثر بر درخشندگی و تابش شعله، تشکیل و احتراق ذرات جامد دوده می باشد که بیشتر در نواحی پرسوخت و دما بالای محفظه احتراق تولید می شود. با توجه به اثر مطلوب حضور ذرات دوده در داخل شعله در بالا بردن انتقال حرارت تابشی و از طرفی اثر نامطلوب آلایندگی آنها، محققین به دنبال روش هایی هستند که ضمن افزایش ذرات جامد دوده در داخل شعله، با احتراق کامل آنها، از انتشار آنها به محیط زیست جلوگیری نمایند. از جمله این روش ها می توان به پیش گرمایش هوا، پیش گرمایش سوخت و یا ایجاد احتراق ناقص اشاره کرد. در این پژوهش اثر پیش گرمایش سوخت ورودی و ایجاد احتراق ناقص و سپس تزریق هوای مورد نیاز برای احتراق کامل سوخت، بر روی دمای شعله، کسر جرمی دوده تولیدی، میزان افزایش انتقال حرارت تشعشعی و آلاینده no مورد بررسی قرار گرفته است. این اثرات ابتدا با ساخت یک مشعل به صورت آزمایشگاهی و سپس به صورت عددی بررسی شده است. جهت مدل سازی از مدل احتراقی none-premixed به همراه مدل آشفتگی standard k-? استفاده شده است. همچنین با توجه به اهمیت ضریب جذب دوده بر نرخ تابش از مدل wsggm ضریب جذب کلی محصولات احتراق محاسبه گردیده است. همچنین جهت محاسبه تابش از مدل do و برای محاسبه کسر جرمی دوده از مدل ماس-بروکس استفاده شده است. نتایج عددی نشان می دهد که پیش گرمایش سوخت ورودی و ایجاد احتراق ناقص، میزان دوده درون محفظه احتراق را افزایش می دهد. این افزایش میزان دوده موجب افزایش شدت تابش شعله و کاهش دمای بیشینه آن تا 50 درجه سانتی گراد می شود. با توجه به وابستگی شدید تولید اکسیدهای نیتروژن به دما، این کاهش دما سبب کاهش انتشار nox می گردد.

منابع مشابه

شبیه سازی دوبعدی مشعل تشعشعی کاتالیستی نفوذ متقابل

در مطالعه حاضر، به بررسی عددی عملکرد مشعل¬های تشعشعی کاتالیستی نفوذ متقابل پرداخته شده است. در این مشعل¬ها سوخت از پشت سیستم وارد شده و پس از عبور از یک یا چند لایه عایق، وارد لایه کاتالیستی می¬شود. اکسیژن نیز از سمت جلوی مشعل نفوذ کرده و روی سطح کاتالیست با سوخت واکنش می¬دهد. به منظور تحلیل عملکرد پنل، یک مشعل کاتالیستی نفوذ متقابل شبیه سازی شده است. در شبیه¬سازی دوبعدی و پایای مشعل، معادلات ب...

متن کامل

بررسی عددی اثر تشعشعی گاز عملگر بر رفتار حرارتی مشعل متخلخل تابشی

در کار صورت گرفته به بررسی عملکرد یک مشعل متخلخل تحت اثر یک گاز عملگر تشعشعی پرداخته می شود. مشعل های متخلخل براساس تبدیل انرژی بین آنتالپی گاز عبوری و تشعشع حرارتی عمل می کنند. در مطالعه حاضر فازهای گاز و جامد در حالت عدم تعادل حرارتی قرار دارند و احتراق در مشعل توسط یک ناحیه تولید حرارت با توزیع غیریکنواخت سهموی شبیه سازی می شود. از آنجا که محیط متخلخل یک جسم خاکستری درنظر گرفته می شود، علاوه...

متن کامل

مطالعه عددی و تجربی مشعل ترکیبی متخلخل-شعله آزاد و مقایسه آن با مشعل متخلخل

احتراق پیش آمیخته در مشعل ترکیبی متخلخل- شعله آزاد و مشعل تمام­ متخلخل، در یک محفظه متقارن محوری به­ کمک شبیه ­سازی عددی مطالعه شده است. محیط متخلخل، که به شکل استوانه است، به ­گونه ­ای در امتداد محور سوراخ­ شده است که ترکیبی از مشعل متخلخل و شعله آزاد را به ­وجود می ­آورد. معادلات حاکم بر مسئله شامل معادلات پیوستگی، تکانه، انرژی، گونه ­ها و حالت با استفاده از روش عددی حجم محدود حل شده ­اند. در...

متن کامل

کمینه سازی تولید آلاینده ها در کنار بیشینه سازی تابش از یک شعله گاز طبیعی با هوای مرحله ای شده

مرحله ای نمودن هوا به تأمین ناکافی هوا به ناحیه ی واکنشی از طریق مرحله ی ابتدایی، و تکمیل تأمین هوا از طریق مرحله یا مراحل بعدی اطلاق می گردد. مطالعه ی حاضر با استفاده از ابزار مدلسازی عددی، به بهینه سازی سیستم هوای مرحله ای یک مشعل با دو ورودی هوا و یک ورودی سوخت (گاز طبیعی) می پردازد. نسبت هم ارزی هوای اول (با فرض ثابت ماندن نرخ جرمی کل هوای ورودی)، و فاصله ی میان ورودی های هوا به عنوان متغیر...

متن کامل

مطالعه عددی تاثیر توان مشعل شعله تخت بر ایجاد توزیع دمای یکنواخت در کوره های کراکینگ

در مطالعه حاضر با کمک مطالعه عددی به بررسی ایجاد توزیع دمای یکنواخت بر روی لوله‌های فرآیندی به عنوان پارامتر اصلی در کوره‌های کراکینگ با استفاده از مشعل‌های شعله تخت با توان‌های حرارتی مختلف پرداخته شده است. با توجه به فقدان داده‌های تجربی جهت انجام اعتبارسنجی حلگر از دو مسئله معیار مشعل چرخشی و کانال با انتقال حرارت همزمان میان گازهای داغ احتراقی و سطح جامد استفاده شده است. جهت انجام بررسی‌ها ...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه شهید باهنر کرمان - دانشکده مهندسی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023