مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی احتراق درون مشعل متخلخل استوانه ای با درنظر گرفتن اثرات اغتشاش

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 پژوهشگاه صنعت نفت
3 سایر دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در مطالعه حاضر، اثرات اغتشاش موجود درون حفره‌های مشعل متخلخل بر روی جریان احتراقی مخلوط متان - هوا درون این مشعل‌ها بررسی شده‌است. مدل‌سازی جریان اغتشاشی با استفاده از یک مدل که برای جریان درون محیط متخلخل اصلاح شده‌است انجام می-شود. از سینتیک GRI 3.0 برای احتراق متان - هوا و از روش جهت‌های مجزا برای درنظرگرفتن اثرات تشعشع در معادله انرژی جامد استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که دمای گاز به دست آمده از مدل اغتشاشی کمتر از مدل آرام بوده و به نتایج تجربی نزدیکتر است. همچنین اثرات اغتشاش به واسطه افزایش پدیده نفوذ سبب افزایش ضخامت شعله می‌گردد. اگرچه مقادیر حاصل برای آلاینده CO از مدل-های آرام و اغتشاشی تقریباً برابر است اما اثرات اغتشاش سبب می‌شود که مقادیر پیش‌بینی شده برای سرعت شعله و آلاینده NO به نتایج تجربی نزدیکتر گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical simulation of combustion inside a cylindrical porous burner including turbulence effects

چکیده English

In the present study, the effect of intra-pore turbulence within porous burnershas been investigated on combustion of methane/air mixture in such burners. A model is adapted to the porous structure to models turbulence flow. The GRI 3.0 chemical reaction mechanism is utilized for the combustion of methane/air mixture and radiative part of the solid phase energy equation is obtained using the discrete ordinate method. The numerical results show that the gas temperature obtained from turbulence model stays below the corresponding laminar model temperature all over the combustion region, and the flame thickness becomes wider in turbulence model. Although the CO emission are insensitive to laminar or turbulence model, the burning speed and NO emission predictions are found to be significantly improved when the effects of turbulence are taken into account.

کلیدواژه‌ها English

Porous Burner
combustion
turbulence
Temperature distribution
Burning Speed