جستجو در مقالات منتشر شده
میلاد ژاله‌رفعتی، آیدین جوادی، مریم طاهری‌نژاد، سیدفرشید چینی،
دوره ۱۹، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۳۹۷ )
چکیده
برای کاهش آلاینده‌های خروجی توربین گاز تولیدکنندگان این توربین‌ها همواره به‌دنبال تکنولوژی‌های جدید هستند. یکی از آلاینده‌های مهم توربین‌های گاز در حالتی که گاز طبیعی می‌سوزانند، اکسیدهای نیتروژن است. در دماهای بالا NOx حرارتی اصلی‌ترین علت تشکیل NOx در توربین گاز است؛ در نتیجه تزریق آب در دماهای بالا منجر به کاهش NOx می‌شود. ولی باید توجه کرد که تزریق آب منجر به افزایش آلاینده مونواکسید کربن و همچنین صدمه به محفظه احتراق می‌شود. در نتیجه مقدار بهینه دبی آب تزریق‌شده به داخل محفظه احتراق مقداری است که NOx را به حد مورد قبول استاندارد محیط زیست برساند. برای پی‌بردن به مقدار بهینه دبی آب، احتراق داخل محفظه را برای حالت‌های تمام‌بار و بارجزیی، ابتدا بدون تزریق آب و سپس با تزریق آب به روش عددی مورد بررسی قرار دادیم. تزریق آب با دبی و دماهای مختلف انجام شد تا مقدار بهینه دبی و دمای آب به دست آید. نتایج نشان داد که در حالت تمام‌بار دبی بهینه برای تزریق آب برابر با ۱۰۰% مقدار سوخت تزریق‌شده و فشار لازم برای تزریق آب نیز در حالت تمام‌بار برابر با ۲۴/۴۵ بار است. در حالت بار جزیی (دبی سوخت برابر ۷۵% دبی سوخت تمام‌بار) مقدار بهینه تزریق آب برابر با ۸۰% مقدار سوخت تزریق شده است. در این حالت فشار لازم برای تزریق آب حدود ۱۶/۵ بار است. همچنین نتایج نشان می‌دهند که تغییر دمای آب در محدوده ˚C۸۰-۱۰ تاثیر قابل توجهی بر تولید آلاینده NOx ندارد و می‌توان آب را با همان دمای محیط برای تزریق ارسال کرد.
ندا رجبی، محمد مقیمان،
دوره ۱۹، شماره ۱۲ - ( ۹-۱۳۹۸ )
چکیده
احتراق همزمان زیست‌توده و سوخت‌های فسیلی در کوره‌های صنعتی روشی مناسب برای کاهش اثرات زیست‌محیطی ناشی از فعالیت بشر، با سرمایه‌گذاری قابل قبول است. در این مقاله نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی احتراق همزمان کنسانتره‌های سولفیدی و سه سوخت کمکی شامل گازوئیل، نفت و زیست‌توده خاک‌اره در کوره فلش ذوب مس با هم مقایسه شده‌اند. برای مدل‌سازی جریان آشفته و فرآیند احتراق به ترتیب از مدل‌های RNG,k-ε و تابع چگالی احتمال (pdf) استفاده شده است. این مطالعه با هدف بررسی توزیع دمای کوره و آلاینده‌های احتراقی انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد که دمای شعله حاصل از احتراق گازوئیل و خاک‌اره به عنوان سوخت کمکی به ترتیب بیشترین و کمترین مقدار را دارد. وجود نیتروژن در ترکیب شیمیایی خاک‌اره منجر می‌شود در احتراق زیست‌توده علی‌رغم دمای پایین شعله، کسر جرمی آلاینده NOx افزایش می‌یابد. همچنین در احتراق خاک‌اره با وجود اکسیژن زیاد، مقدار تولید آلاینده‌های گوگردی SO۲ در نواحی دما بالای کوره و SO۳ در نواحی دما پایین مشعل سوخت کمکی افزایش می‌یابند. زیرا SO۲ در دماهای نسبتاً بالا (K۱۲۷۳>) و در شرایط غنی از اکسیژن و گونه SO۳ در دماهای نسبتاً پایین با وجود اکسیژن اضافی تشکیل می‌شود. مقدار تولید آلاینده CO در احتراق خاک‌اره نسبت به مقدار حاصل از احتراق گازوئیل و نفت بسیار ناچیز است.
محمدرضا نوذری، صادق تابع‌جماعت، مجید آقایاری، حسن صادقی‌زاده،
دوره ۲۰، شماره ۷ - ( ۴-۱۳۹۹ )
چکیده
محفظه احتراق، قلب تپنده توربین‌های گازی است و تاثیر مستقیم روی آلایندگی و راندمان آنها دارد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق به‌علت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریان‌ها و همچنین رفتار شعله‌های آشفته، پیش‌بینی عملکرد این‌گونه محفظه‌ها امری بسیار پیچیده و عملاً غیرممکن است. بدین سبب نیاز به انجام آزمون‌های تجربی به‌منظور شناسایی رفتار حاکم بر محفظه، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. در این پژوهش یک محفظه استوانه‌ای‌شکل با استفاده از سوخت گاز مایع در شرایط اتمسفریک به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا محدوده پایداری آن سپس توزیع دمای داخل محفظه و خروجی آن در ۶ نقطه کاری، بهدست آمد و رفتار شعله مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان آلایندگی خروجی محفظه نیز در دبی‌ها و نسبت هم‌ارزی‌های متعدد بهدست آمد. ملاحظه می‌شود در دبی هوای ثابت با افزایش دبی سوخت (یا به‌عبارتی با افزایش نسبت هم‌ارزی)، شعله به سمت خروجی محفظه حرکت میکند و در نهایت از محفظه بیرون می‌رود. همچنین با مشاهده آلاینده‌های خروجی می‌توان نتیجه گرفت که در دبی سوخت ثابت، با افزایش دبی هوا، میزان آلاینده CO افزایش و NOx کاهش می‌یابد.
علی زرگرباشی، صادق تابع جماعت، سروش صرافان صادقی، سروش شیخ‌بگلو،
دوره ۲۰، شماره ۱۲ - ( ۹-۱۳۹۹ )
چکیده
چکیده: در این مطالعه، به بررسی تجربی احتراق پیش‌آمیخته جزئی متان و اکسیژن خالص، درون یک راکتور کوارتز مقیاس مزو با قطر داخلی ۵ میلی‌متر و ضخامت دیواره ۱ میلی‌متر با طول‌های ۵، ۱۰ و ۱۵ سانتی‌متر و نسبت اختلاط‌های ۲۵%، ۵۰% و ۷۵% پرداخته شده است. نتایج آزمایش‌ها اعم از عوامل مؤثر بر رژیم‌های شعله، محدوده تشکیل هر کدام، دینامیک شعله و توزیع دمای دیواره خارجی راکتور، تحلیل و گزارش شده است. آزمون‌های فوق در محفظه احتراق استوانه‌ای هم‌مرکز متقارن‌محوری و در رژیم جریان آرام صورت گرفته است. در اکثر آزمایش‌ها، رژیم شعله نوسانی بوده و همین عامل باعث گردیده تا توزیع حرارت یکنواخت‌تری در طول راکتور مشاهده گردد. دینامیک این شعله از تغییرات به ترتیب نسبت اختلاط، طول راکتور، دبی حجمی اکسیژن و نهایتاً دبی حجمی سوخت، که باعث تغییرات در سرعت جریان ورودی و نسبت هم‌ارزی میگردد بیشتر اثر می‌پذیرد. همچنین مشاهده شد با افزایش طول راکتور به علت فراهم شدن زمان مناسب جهت همگن شدن مخلوط، تفاوت‌ها در بازه تشکیل شعله در نسبت پیش‌اختلاط‌های مختلف کم میگردد.
مهرداد کیانی، علی اکبر عباسیان آرانی، احسان هوشفر، مهدی اشجعی،
دوره ۲۴، شماره ۳ - ( ۱۲-۱۴۰۲ )
چکیده
توجه و علاقه زیاد پژوهشگران برای استفاده از آمونیاک در سیستم‌های احتراقی به‌عنوان سوختی بدون کربن برای توربین‌های گازی و همچنین وجود زیرساخت‌های توسعه‌یافته برای تولید آن نشان از اهمیت این نوع از سوخت و این موضوع است. بعلاوه یکی از بهترین کاندیداها برای ذخیره کردن انرژی‌های تجدید پذیر در مقیاس‌های بزرگ یا حملهای با فواصل زیاد، بدون شک میتواند آمونیاک باشد. در توربین‌های گازی و بویلرها، افزودن گازهای زباله میتواند واکنش‌پذیری آمونیاک را به طرز مؤثری بهبود بخشد. در این مطالعه، شاخصه-های احتراقی مخلوط آمونیاک/گاز زباله/هوا بین فشار ۱ تا ۱۰ اتمسفر را درون یک محفظه احتراق با حجم ثابت ۱۱ لیتر با استفاده از روشهای آزمایشگاهی اینترفرومتری ماخ-زندر و شلیرن موردبررسی قرارگرفته است. بخش عددی این مطالعه با استفاده از نرم‌افزار کمکین - پرو از پکیج انسیس از طریق مکانیسم‌های سن دیگو، اکافور و مکانیزم جی آر آی ۳ و انجام‌شده است که قادر به پیش‌بینی دقیقی از سرعت‌های شعله هستند. نتایج به‌دست‌آمده نشان می¬دهند که بیشترین تأثیر بر روی سرعت شعله ناشی از تغییر در غلظت آمونیاک موجود در مخلوط میباشد. همچنین، به این نتیجه رسیده شد که سرعت شعله با افزایش فشار به‌تدریج کاهش می‌یابد.
محمد یونسی، حجت قاسمی،
دوره ۲۴، شماره ۶ - ( ۳-۱۴۰۳ )
چکیده
در خروجی یک نازل همگرا که به یک منبع گاز پر فشار متصل است، بر اساس مقدار فشار ورودی آن، یک جریان فرومنبسط و فرا صوت که با موج شوک همراه می باشد ایجاد میگردد. با قرار دادن یک لوله ته بسته در مقابل این نازل همگرا، طرح ساده از دستگاه لوله تشدید هارتمن اسپرنگر شکل می‌گیرد. تأثیر شوک به همراه جریان خروجی نازل بر لوله، گرمایش شدیدی در گاز محبوس در داخل لوله ایجاد میکند. در این پژوهش سیکل عملکردی لوله تشدید و ماهیت نوسانی جریان داخل آن بررسی گردید. پارامترهای اصلی مساله به صورت فشار ورودی به نازل و فاصله بین لوله و نازل، تعیین و تاثیر تغییر مقدار آنها در عملکرد نوسانی جریان داخل لوله و نوسانات فشار انتهای لوله نشان داده شد. فرکانسهای غالب این نوسانات تعیین و بیان شد که در محدوده فشار ورودی یک تا ده بار، محدوده فرکانسهای غالب بین ۶۰۰ تا ۹۳۳ هرتز بهدست میآید که با فرکانس آکوستیکی طبیعی لوله اختلاف دارند. تشدید نوسانات و فرکانسهای غالب تنها در تعداد مشخصی از مقادیر پارامترهای اصلی قابل مشاهده است و گرمایش مورد نظر صرفا در این شرایط ایجاد میگردد.
شهاب الدین خوارزمی، فاضل فریدونیان،
دوره ۲۴، شماره ۹ - ( ۶-۱۴۰۳ )
چکیده
وظیفه چند راهه ورودی موتور های بنزینی، انتقال هوا، بخارات مخزن روغن موتور، جریان نشتی بخار موتور، بخارات منبع سوخت و سوخت پاشش شده به داخل راهگاههای سرسیلندر موتور بطور یکسان است. این قطعه باید به صورتی طراحی شود تا بتواند هوای موردنیاز موتور خودرو را در شرایط مختلف کارکرد آن با کمترین افت فشار و سرعت تامین کند و بصورت یکسان از نظر دبی و نسبت هوا به سوخت بین سیلندرهای موتور تقسیم نماید. همچنین اختلاط بخارات روغن، جریان نشتی بخار روغن و بخارات بنزین موتور در آن انجام شده و بصورت یکسان بین سیلندرهای مختلف پخش شود. برای رسیدن به این مهم نیاز است که چند راهه ورودی به بهینه‌ترین حالت طراحی شود. در این تحقیق موتور EC۵ موردبررسی قرارگرفته شده است. موتور موردنظر در نرم‌افزار جی تی سوئیت طراحی و شبیه‌سازی‌شده و اطلاعات موردنظر برای این مدل‌سازی به‌صورت عملی استخراج‌شده است. مدل طراحی‌شده در نرم‌افزار با استفاده از نتایج تجربی با درصد خطای ۴۵/۰ صحه‌گذاری شده است. سپس با استفاده از مدل موردنظر به بررسی حجم مشدد در چند راهه ورودی پرداخته‌شده است. دو مدل موتور با استفاده از حجم مشدد و بدون استفاده از حجم مشدد در چند راهه ورودی طراحی و مقایسه شده است. نتایج حاصله از این مقایسه نشان می‌دهد که موتور دارای حجم مشدد، افزایش توانی در حدود ۱۰ کیلووات در دور موتور ۶۰۰۰ دور بر دقیقه داشته است. جدول های تجربی مصرف مخصوص سوخت ترمزی و دمای گاز خروجی موتور و نسبت هوای اضافی موتور داده شده و مورد بحث قرار گرفته است
عارف سهرابی، سید مهدی میرساجدی،
دوره ۲۴، شماره ۱۲ - ( ۹-۱۴۰۳ )
چکیده
این مطالعه به بررسی احتراق مخلوط هیدروژن و متان در محفظه احتراق حلقوی میکروتوربین C۳۰ پرداخته است. هدف اصلی تحقیق ارزیابی تأثیر احتراق پیش مخلوط متان و هیدروژن بر میزان آلایندگی و دمای خروجی در یک محفظه احتراق حلقوی است. شبیه‌سازی‌های انجام شده با استفاده از مدل احتراقی نیمه پیش‌آمیخته و مدل توربولانسی k-ε انجام شده و از تابع چگالی احتمال PDF برای شبیه‌سازی واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شود. برای تحلیل دقیق نتایج در رابطه با میزان آلایندگی تولیدی، تحلیل و مقایسه در دمای ورودی توربین ثابت انجام شد. نتایج نشان می‌دهند که با افزودن هیدروژن به متان حتی در دمای ورودی توربین ثابت به علت افزایش دمای شعله در مقایسه با متان خالص، میزان آلاینده NOx افزایش پیدا میکند، اما میتواند به کاهش مصرف سوخت تا ۳۵ درصد کمک کند. همچنین مشخص شد که استفاده از مخلوط ۶۰ درصد متان و ۴۰ درصد هیدروژن موجب کاهش ۶۱ درصدی در تولید CO۲ می‌شود. این مطالعه نشان داد می‌توان به علت پیش مخلوط بودن سوخت و هوا، هندسه حلقوی و الگوی چرخشی جریان در سراسر محفظه احتراق، در ترکیب سوخت شامل ۳۰ درصد هیدروژن، تولید NOx را به ppm ۱/۱۶ رساند، که به طور قابل توجهی کمتر از مقدار ppm ۴۶ گزارش شده در مطالعات پیشین است. همچنین میزان آلاینده CO با افزایش سهم هیدروژن در سوخت ۱۶ درصد کاهش پیدا میکند. این نتایج نشان می‌دهد که محفظه احتراق‌های حلقوی با جریان پیش‌مخلوط و استفاده از ترکیب سوخت هیدروژن و متان، پتانسیل بالایی برای کاهش آلاینده‌ها و بهینه‌سازی مصرف سوخت دارند
