مطالعه عددی پارامتر های اثر گذار در مشعل محیط متخلخل با ایجاد یک شیار در محور ماتریس تخلخل

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد تبدیل انرژی، مهندسی مکانیک، موسسه آموزش عالی اقبال لاهوری، مشهد، ایران

2 دانشیار، مهندسی شیمی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در این پژوهش‏‌ به شبیه سازی عددی یک مشعل‌ با محیط متخلخل و با کاربرد خانگی و بررسی پارامتر‌های موثر بر عملکرد این مشعل‌ها پرداخته شده است. یک شیار با هندسه پیشنهادی جدید در ماتریس تخلخل ایجاد گردیده و همچنین ماتریس تخلخل به صورت سه مرحله تخلخل متفاوت بررسی گردیده است. راهکار‌ها و پیشنهاد‌هایی در زمینه کاهش آلاینده‌های محصولات احتراق و افزایش بازدهی مشعل ارائه گردیده است. هدف از انجام این پژوهش کاهش آلاینده NOx می باشد. نتایج حاصل از این پژوهش که بصورت دو بعدی در نظر گرفته شده، با مدلسازی سایر محققان و با نتایج تجربی مقایسه گردیده است. احتراق بصورت احتراق پیش آمیخته متان-هوا می‌باشد. با اعمال تغییرات در ماتریس تخلخل در طول مشعل، نیمه متخلخل نیمه آزاد نمودن مشعل و تغییر قطر ناحیه آزاد و همچنین تغییر شکل در راستای طول مرز بین ناحیه آزاد و ناحیه متخلخل می‌توان به نتیجه مطلوب یعنی افزایش بازده و کاهش آلاینده‌ها دست یافت. نتایج حاصل نشان دهنده کاهش آلاینده NOx درماتریس تخلخل جدید نسبت به تخلخل یکنواخت می باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Lindmeier C (2016) An Estimated 12.6 Million Meaths Each Year are Attributable to Unhealthy Environment. database on the World Wide Web, http://who.int/mediacentre/news/releases/2016/deaths-attributable-to-unhealthy-environments/en.

[2] Tong T, Sathe SB (1991) Heat transfer characteristics of porous radiant burners. J Heat Trans-T ASME 113: 423-428.

[3] Durst F , Trimis D (1996) Compact porous medium burner and heat exchanger for household applications. Ec Project Report, contract no. JOE3-CT95-0019.

[4] Echigo R, Yoshizawa Y, Hanamura K,  Tominura T (1986) Analytical and experimental studies on radiative propagation in porous media with internal heat generation. Proceedings of the 8th International Heat Transfer Conference 2: 827-832.

[5] محمدی ا، حسین پور س (1390) بررسی عددی اثرات پارامترهای مختلف در مشعل های محیط متخلخل همراه با تخلخل متغیر، بر روی احتراق و ایجاد آلاینده ها در حالت دوبعدی و متقارن محور. چهارمین کنفرانس سوخت و احتراق ایران 3-5. کاشان.

[6] Hashemi SM, Hashemi SA (2017) Flame stability analysis of the premixed methane-air combustion in a two-layer porous media burner by numerical simulation.  Fuel  202: 56-65.

[7] Nabhani N (2006) Fuel and combustion.1st edn. Sanaat Naft, Tehran.

[8] ANSYS FLUENT 14 Theory Guide (2011) Turbulence, Standard k-ε Model: 49-51 & Species Transport and Finite-Rate Chemistry, The Generalized Finite-Rate Formulation for Reaction Modeling, The Eddy-Dissipation Model: 204- 205 & Reporting Alphanumeric Data, Volume Integrationl, Mass-Weighted Average: 743.

[9] Magnussen BF,  Hjertager BH (1976) On mathematical models of turbulent combustion with special emphasis on soot formation and combustion. In 16th Symp. (Int’l.) on Combustion. The Combustion Institute.