بررسی عددی تاثیر افزودن هیدروژن بر عملکرد احتراق بدون شعله گاز طبیعی

نیاز فزاینده جهان به انرژی، محدود بودن و کاهش سریع منابع سوخت های فسیلی و مشکلات زیست محیطی این سوخت ها موجب شده است که طراحی وسائل احتراق با بازده بالا از یک سو و تولید کم آلاینده از سوی دیگر مورد توجه بسیاری از پژوهشگران و طراحان سیستم های احتراق قرار گیرد. از این رو احتراق بدون شعله بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه بررسی قابلیت های هیدروژن به عنوان سوخت افزودنی به سوخت گاز طبیعی برای بهبود خصوصیات احتراق در یک محفظه احتراق نیمه صنعتی می باشد. تاثیر افزودن هیدروژن بر عملکرد احتراق بدون شعله با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شده است. برای این منظور ابتدا فرایند احتراق بدون شعله در محفظه احتراق با سوخت پایه گاز طبیعی شبیه سازی شده و نتایج مربوط به خصوصیات جریان، توزیع دما و توزیع گونه ی متان با مقادیر تجربی مقایسه و اعتبارسنجی شد. پس از اطمینان از درستی مدل سازی عددی، سوخت هیدروژن در مقادیر مختلف به سوخت اصلی افزوده و خصوصیات احتراق در محفظه بررسی شد. نتایج نشان می دهد افزایش کسر جرمی هیدروژن باعث افزایش میزان اشتعال پذیری مخلوط می شود و به همین دلیل دمای منطقه واکنش بالاتر می رود. جابجایی منطقه واکنش به بالا دست با افزایش مقادیر هیدروژن در ترکیب سوخت نیز از دیگر تاثیرات استفاده از هیدروژن می باشد.