مطالعه‌ تاثیر رقیق ‌سازی سوخت در شعله ‌های نفوذی متان/هوا بر میزان انتشار آلاینده ‌های زیست محیطی

هرگاه احتراق غیر پیش آمیخته، حاصل دو جریان مختلف ‌الجهت سوخت و اکسیدکننده باشد به آن شعله‌ جریان مخالف نفوذی گفته می ‌شود. هدف اصلی در پژوهش حاضر، بررسی اثر گاز آرگون به عنوان رقیق کننده بر شعله جریان مخالف نفوذی متان و میزان انتشار آلاینده ‌هایی مانند nox، co و دوده است. شبیه سازی عددی به کمک نرم افزار شبیه ساز احتراق کمکین انجام گردید. جمله‌ نفوذ به کمک روش تفاضل مرکزی با خطای مرتبه دو منفصل گردید. برای ایجاد همگرایی بیشتر در انفصال جمله جابجایی از روش بالا دست که قادر به تشخیص جهت جریان است، استفاده شد. معادلات منفصل شده به کمک حلگر دو نقطه‌ ای با انتگرال ‌گیری زمانی حل گردید. نتایج نشان می ‌دهند که افزایش میزان رقیق کننده منجر به کاهش ماکزیمم دما و کسر مولی رادیکال‌ های فعال از جمله رادیکال h می ‌شود. کاهش رادیکال فعال h باعث می ‌شود که سوخت، کمتر تحت تاثیر این گونه قرار گرفته و بنابراین نفوذ بیشتری در سمت اکسید کننده داشته باشد. انتشار گونه های no، no2، c2h2 و co که جزء آلاینده ‌های زیست محیطی می ‌باشند و برای سلامتی مضر هستند، با افزایش درصد رقیق کننده به طور میانگین تا 32.25 % کاهش می یابند که این موضوع از دیدگاه کنترل آلودگی هوا و موضوعات مربوط به راندمان احتراق دارای اهمیت فراوانی است.

the study of the effect of fuel dilution in methane/air counterflow diffusion flames on the emission of environmental pollutants

when the non-premixed combustion is the result of two different streams of fuel and oxidizer, it is called a counterflow diffusion flame. the main goal of the current work is to investigate the effect of argon gas as a diluent on the counterflow diffusion flame and the amount of emission of pollutants such as nox, co and soot. numerical simulation was done with the help of chemkin combustion simulator software. the diffusion term was discretized using the central difference method with a second-order error. in order to more convergence in the discretization of convection term, the upwind method, which is able to detect the flow direction, was used. the discretized equations were solved using a two-point solver with time integration. the results show that increasing the amount of diluent leads to a decrease in the maximum temperature as well as a decrease in the maximum mole fraction of active radicals, including h radical. the reduction of the active radical h makes the fuel less affected by this species and therefore has more diffuses on the oxidizing side. the emission of no, no2, c2h2 and co species, which are part of environmental pollutants and are harmful to health, are reduced by an average of 25.32% with the increase of diluent percentage, which is very important from the point of view of air pollution control and issues related to combustion efficiency.