مرحله‌ای نمودن هوا به تأمین ناکافی هوا به ناحیه‌ی واکنشی از طریق مرحله‌ی ابتدایی، و تکمیل تأمین هوا از طریق مرحله یا مراحل بعدی اطلاق می‌گردد. مطالعه‌ی حاضر با استفاده از ابزار مدلسازی عددی، به بهینه‌سازی سیستم هوای مرحله‌ای یک مشعل با دو ورودی هوا و یک ورودی سوخت (گاز طبیعی) می‌پردازد. نسبت هم‌ارزی هوای اول (با فرض ثابت ماندن نرخ جرمی کل هوای ورودی)، و فاصله‌ی میان ورودی‌های هوا به عنوان متغیرهای طراحی مساله در نظر گرفته شده‌اند. در تحقیقات پیشین، تکنولوژی مرحله‌ای نمودن هوا اساساً در جهت کاهش گسیل اکسیدنیتروژن به کار گرفته شده است. اما در مطالعه‌ی حاضر، علاوه بر گسیل اکسیدنیتروژن، گسیل مونواکسیدکربن و دوده، و انتقال گرمای تابشی از شعله به عنوان توابع هدف مورد توجه واقع شده‌اند. نتایج نشان می‌دهد که افزایش میزان مرحله‌ای کردن (یا افزایش نسبت هم‌ارزی هوای اول) اثرات متضادی بر توابع هدف دارد، بطوریکه، به عنوان اثرات مثبت، موجب افزایش انتقال گرمای تابشی از شعله و کاهش گسیل اکسید نیتروژن، و به عنوان اثرات منفی، موجب افزایش گسیل مونواکسیدکربن و دوده می‌شود. همچنین نتایج نشان می‌دهد زمانی‌که همگی توابع هدف نامبرده شده به صورت همزمان مورد توجه قرار گیرند، حالت بهینه، که بر اساس مفهوم جبهه‌ی پارتو انتخاب می‌گردد، حالتی است که در آن هوای اولیه در حدود 20 درصد هوای تئوری مورد نیاز باشد.

واژه‌های کلیدی: شعله گاز طبیعی، مرحله‌ای نمودن هوا، بهینه سازی چند هدفه، آلاینده‌ها، تابش

متن کامل [PDF 569 kb]   (5538 دریافت)