بررسی تاثیر نسبت اتمی ملکول­ های هوا و متان به عنوان ساختار اولیه در فرآیند احتراق کاتالیستی در یک نانو کانال مارپیچی با استفاده از شبیه سازی دینامیک ملکولی

احتراق کاتالیزوری یک فرآیند بدون ایجاد شعله است که در دماهای پایین رخ می‌دهد. بازده این قبیل احتراق ها بستگی به عوامل بسیاری دارد که از آن جمله می‌توان از غلظت آلاینده، غلظت اکسیژن و نوع کاتالیست نام برد. در این پژوهش با استفاده از روش دینامیک ملکولی به بررسی عملکرد احتراق کاتالیزوری متان/هوا در یک نانو کانال مارپیچی از جنس آهن و مس پرداخته شده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهند که مقدار بیشینه سرعت در حالت استوکیومتری برابر با 39/0آنگستروم بر پیکوثانیه می‌باشد. با افزایش و کاهش مقدار هوا در نمونه­ ها، بیشینه سرعت اتمی به مقدار 26/0 آنگستروم بر پیکوثانیه و 28/0 آنگستروم بر پیکوثانیه پس از 10 نانوثانیه می­رسد که این امر بیانگر تحول مناسب­تر سیال درون ساختار اتمی به عنوان میکروکانال می‌شود. از دیدگاه عددی مقدار ضریب رسانندگی حرارتی در نمونه­ های اتمی پس از طی 10 نانوثانیه به مقدار w/m.k 15/1 می­رسد. مقدار بازده احتراق در نمونه تعریف شده در پژوهش حاضر برابر با 74% است. با افزایش و کاهش اکسیژن موجود در جعبه شبیه سازی، ضریب رسانندگی حرارتی نمونه­ های اتمی نیز دچار افت می‌شود و به مقدار w/m.k 05/1 و w/m.k 09/1 می­رسد. این محاسبات نشانگر آن است که مقدار استوکیومتری اکسیژن درون جعبه شبیه‌سازی بهینه­ ترین حالت را در نمونه­ ها ایجاد کرده و در نتیجه در زمینه انتقال حرارت بهترین گزینه خواهد بود.