اثرات استفاده از معادلات تغییرتخلخل در عملکرد و تولید مواد آلاینده در مشعل‌های محیط متخلخل

در این مقاله نتایج حاصل از مدل‌سازی دو بعدی و متقارن محور احتراق پیش آمیخته‌ی متان- هوا با سینتیک چند مرحله‌ای در داخل محیط متخلخل با تغییر تخلخل ارایه شده است که در آن برای مشخص نمودن خصوصیات ترمو‌فیزیکی و ترموشیمیایی از برنامه کمکین2 و اطلاعات پایه آن استفاده شده است. معادلات پیوستگی، ناویر استوکس، معادلات انتقال حرارت فاز گاز و جامد و معادلات حاکم بر گونه‌های شیمیایی با استفاده از روش حجم محدود حل شده و برای ارتباط بین سرعت و فشار از الگوریتم سیمپل استفاده شده است. در این مقاله سعی بر آنست تا با اعمال پروفیل‌های تغییر تخلخل مختلف به جای تخلخل ثابت دو ناحیه‌ای، اثرات تغییر تخلخل در طول مشعل را مورد بررسی قرار دهیم. نتایج نشان می‌دهند که با اعمال تخلخل متغیر در طول مشعل می‌توان میزان دمای بیشینه را حدود 5/4% کاهش داد و به تبع آن میزان آلایندههای خروجی نظیر اکسیدهای نیتروژن نیز کاهش می‌یابد. در حالی که افت فشار در طول مشعل به میزان بسیار ناچیزی افزایش می‌یابد. همچنین اثرات سرعت ورودی و دمای دیواره بر روی مشعل‌های محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد با افزایش سرعت ورودی بیشینه دمای گاز کاهش پیدا می‌کند و به تبع آن میزان انتشار اکسیدهای نیتروژن کاهش می‌یابد همچنین با افزایش دمای دیواره، بیشینه دما افزایش پیدا می‌کند و این امر سبب افزایش اکسیدهای نیتروژن می‌گردد .