بررسی سینتیکی سرعت شعله‌ی مخلوط پیش‌آمیخته‌ی آمونیاک/متان در شرایط مختلف پیش‌گرمایش

آمونیاک یک سوخت با پتانسیل برای جایگزینی سوخت‌های هیدروکربنی مرسوم، به منظور دستیابی به اقتصاد کم‌کربن محسوب می‌شود. به منظور استفاده‌ی صنعتی از این سوخت، نیازمند اطلاعات و درک از ویژگی‌های احتراقی این سوخت هستیم، به همین منظور، در این پژوهش سرعت شعله‌ی مخلوط آمونیاک/متان در شرایط پیش‌گرمایش به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. چهار مکانیزم okafor، reduced okafor، san diego و gri-mech 3.0 برای این پژوهش انتخاب شده‌اند که با مقایسه‌ی اولیه‌ی مقادیر محاسبه شده توسط این مکانیزم‌ها با مقادیر تجربی موجود در ادبیات موضوع، دو مکانیزم reduced okafor و gri-mech 3.0 به منظور بررسی رفتار سرعت شعله‌ی آمونیاک/متان در شرایط پیش‌گرمایش مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشان می‌دهند که پیش‌گرمایش باعث افزایش سرعت شعله خواهد شد. پیش‌گرمایش اثرگذاری بیشتری در شرایط کم‌سوخت و پر‌سوخت نسبت به حالت استوکیومتری داراست. هم‌چنین با پیش‌گرمایش مخلوط آمونیاک/متان در کسر مولی 0/2 متان در شرایط استوکیومتری تا دمای 600 کلوین، سرعت شعله‌ی این مخلوط به حدود سرعت شعله‌ی متان خالص می‌رسد.

kinetic study of flame speed of premixed ammonia/methane mixture under different preheating conditions

toward low carbon economy, ammonia is known as a fuel with high capabilities to replace hydrocarbon fuels. however, industrial use of this fuel needs a full understanding of its combustion characteristics. therefore, the present study numerically investigates the flame speed of ammonia/methane mixture under preheating conditions. in the first place, four mechanisms, namely okafor, reduced okafor, san diego and gri-mech 3.0 were chosen for the numerical computations. afterwards, with comparison of calculated data with experimental values, reduced okafor and gri-mech 3.0 mechanisms were applied to study ammonia/methane mixture flame speed in preheating conditions. results show that preheating yields to flame speed augmentation, which is more sensible at lean and rich mixtures in comparison with stochiometric condition. moreover, by preheating of ammonia/methane mixture with xch4=0.2 to 600 k in stochiometric condition, flame speed reaches to the range of pure methane flame speed.