بررسي عددي تأثير پارامترهاي هندسي نازل‌هاي ورودي بر عملكرد احتراق بدون شعله گاز طبيعي و ميزان انتشار NOx

احتراق بدون شعله روشي پيش‌رو در جهت افزايش راندمان احتراق و نيز كاهش توليد آلاينده است. هدف از اين مطالعه بررسي عددي تأثير پارامترهاي هندسي نازل‌هاي ورودي بر عملكرد احتراق بدون شعله در يك كوره نيمه صنعتي است. اين پارامترها شامل فاصله نازل‌هاي پاشش سوخت و هوا و تعداد نازل ورودي سوخت مي‌باشند. در اين شبيه‌سازي از يك محفظه احتراق نيمه صنعتي كه در صنعت ذوب آهن كاربرد دارد، استفاده شده است. مدل‌هاي kɛ استاندارد و مفهوم اتلاف گردابه‌اي به ترتيب براي مدل‌سازي آشفتگي و احتراق اعمال و مدل WSGGM براي محاسبه ضرايب جذب و گسيل تابش استفاده شده است. مقايسه نتايج شبيه‌سازي اوليه با داده‌هاي تجربي مربوط به توزيع دما و سرعت در مقاطع مختلف محفظه سازگاري مطلوبي را نشان مي‌دهد كه بيانگر صحت روشهاي و مدلهاي بكار رفته است. هم‌چنين صحت مدل تابشي با بررسي حالات بدون اعمال مدل تابشي، مدل DO و مدل P1 انجام و بر اساس نتايج مدل P1 انتخاب شده است. نتايج نشان مي‌دهند تغيير فاصله نازل‌هاي سوخت و اكسيدكننده بيشتر در ناحيه بالادست محفظه احتراق تأثيرگذار است. با فاصله گرفتن نازل سوخت از مركز محفظه، تأثير محصولات احتراق بازگشتي در ناحيه واكنش شدت گرفته و دماي اوج محفظه كاهش مي‌يابد. همچنين با افزايش تعداد پاشنده‌ها سوخت، گراديان دماي بيشتري در محفظه ايجاد و احتراق از حالت بدون شعله به سمت شعله ناپايدار پيش ‌مي‌رود. افزايش فاصله نازل‌ها در تعداد نازل ورودي سوخت كمتر دسترسي به حالت احتراق بدون شعله را در كوره‌هاي صنعتي بهتر كرده و ميزان انتشار اكسيد نيتروژن را كاهش مي‌دهد.