تاثیر پارامترهای عملکردی شامل توان، نسبت سوخت به هوا و ترکیب گاز سنتز بر شرایط حرارتی و ساختار شعله در رژیم‌های احتراقی مایلد و دما بالا

هدف از پژوهش حاضر، مطالعه تاثیر پارامترهای عملکردی شامل توان، نسبت سوخت به هوا و ترکیب گاز سنتز روی شرایط حرارتی و ساختار شعله در دو رژیم احتراقی مایلد و دما بالا است. بدین منظور از شبیه‌سازی کوره احتراقی دانشگاه لیسبون با استفاده از مدل آشفتگی k-ε استاندارد و مدل احتراقی مفهومی اتلاف گردابه اصلاح شده استفاده شده است. پارامترهای عملکردی مورد بررسی شامل توان‌های کوره 5 و 16 کیلووات، نسبت‌های سوخت به هوای 1/0، 2/0، 4/0 و 6/0 و نسبت کسر جرمی‌های هیدروژن به مونوکسید کربن 01/0، 02/0، 05/0، 1/0، 2/0 و 3/0 است. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که تحت رژیم مایلد توزیع دما یکنواخت‌تر از رژیم دما بالا بوده و تشکیل رژیم مایلد مستلزم تاخیر در اشتعال به‌منظور رسیدن به سطح قابل‌توجهی از رقیق‌سازی مخلوط احتراقی است. همچنین افزایش توان، تسهیل در تشکیل رژیم مایلد را به همراه داشته، در حالی‌که افزایش هیدروژن سوخت در توان کوره ثابت به علت کاهش سرعت جریان سوخت و در نتیجه کاهش نرخ بازچرخش محصولات احتراقی منجر به انتقال به رژیم دما بالا می‌شود. مطابق با نتایج به‌دست‌آمده، در صورت تغییر قابل توجه در شرایط عملکردی مورد بررسی، لازم است تا طراحی کوره برای دستیابی به رژیم مایلد اصلاح شود.

the effect of functional parameters includes thermal power, fuel to air ratio, and syngas composition on thermal conditions and flame structure under mild and htc regimes

the purpose of current research is to evaluate the effect of functional parameters including power, equivalence ratio, and syngas composition on thermal conditions and flame structure under mild and htc regimes. the simulation of the combustion furnace of the university of lisbon has been implemented by using the standard k-ε turbulence model and the modified edc model. the investigated functional parameters consist the furnace powers of 5 and 16 kw, equivalence ratios of 0.1, 0.2, 0.4, and 0.6, and the h2/co mass fraction ratio of 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.2, and 0.3. the results illustrated that under mild regime, the temperature distribution was more uniform than htc regime, and achiving mild regime requires ignition delay time to reach a significant level of mixture dillution. also, the power inhancement has facilitated the formation of mild regime, while the increase in h2 content in fuel blend at specified of furnace power due to the decrease in the velocity of fuel flow and as a result the reduction in the recirculation rate of combustion products leads to the transfer to htc regime. according to the obtained results, if there is a significant change in the investigated functional parameters, essential modification of the furnace design to achieve mild regime should be desired.