2582

2582

مدلسازي عددي مشعل محيط متخلخل

كارشناسي ارشد

1385

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور

دكتر رضا ابراهيمي

06

توجه به تكنولوژي و ساخت مشعل هاي محيط متخلخل از اهميت بالايي برخوردار مي باشد . اين امر به دليل مزايا و ويژگيهاي قابل توجه اين توع مشعل ها از جمله سوختن با سوختهاي گاز طبيعي ،هيدروژن ، ديزل ،گازوئيل ، كاهش ميزان آلاينده ها از جمله Nox و CO به دليل خوب مخلوط شدن سوخت و هوا ، كوچك بودن ابعاد مشعل در مقايسه با مشعل هاي معمول هم توان ،محدوده وسيع ظرفيت و توانايي بيشتري براي تحمل تغييرات توان در مقايسه با مشعل هاي معمولي ،محدوده شعله وري بالا ، توانايي سوختن يا مخلوط گازهايي كه داراي ارزش حرارتي بسيار پايين مي باشند و ... مي باشد . بدليل ويژگي هاي منحصر به فرد اين نوع مشعل ها ،مي توان براي آنها كاربردهاي وسيعي در مصارف خانگي ،صنعت ،آزمايشگاهي و غيره در نظر گرفت كه از آن جمله مي توان به محفظه هاي احتراق توربين گاز ،واحدهاي مولد گرما و برق ،مولدهاي بخار و غيره اشاره نمود . در كار حاضر، مدلسازي جريان و انتقال در مشعل محيط متخلخل شامل دو قسمت پيش گرمايش و احتراق ،انجام شده است . براي اين مدلسازي ، جريان نيوتني آرام و دائمي فرض و احتراق مخلوط متان و هوا بصورت يك مرحله اي و بدون حضور كاتاليست مدل شده است . معادله انرژي بر اساس فرض عدم تعادل حرارتي ميان دو فاز جامد و گاز مدلسازي و دو معادله انرژي مجزا براي اين دو فاز حل شده است . در معادله انرژي اثرات تشعشع نيز در نظر گرفته شده است . نتايج محاسبات عددي شامل توزيع دما و اجزاي شيميايي در داخل مشعل و بررسي انتقال حرارت در داخل مشعل بيان شده اند . همچنين اثرات متغيرهايي همچون نسبت هواي اضافي و سرعت ورودي مخلوط هوا و سوخت ،ضريب هدايت حرارتي ماده متخلخل و همچنين خواص تشعشعي بر روي پروفيل دما در داخل مشعل بررسي شده اند . استفاده از كميتهاي محاسبه شده ،امكان پيشگويي رفتار هر يك از آنها را با تغييرات شرايط هندسي ، شرايط ورودي و خروجي و ساير پارامترهاي طراحي را فراهم مي آورد . بدين ترتيب امكان طراحي بهينه اين مشعل ها با بررسي اثر فاكتورهاي مختلف ايجاد مي گردد .