شبیه‌سازی عددی احتراق در یک کوره آجرپزی هافمن در حالت شعله پیش‌آمیخته

کوره‌های هافمن بعد از کوره‌های سنتی بیشترین تعداد را در بین کوره‌های فعال در ایران دارند و با توجه به اینکه صنعت آجر یکی از پرمصرف‌ترین صنایع در کشور می‌باشد، بررسی و ارائه راهکارهای کاهش مصرف سوخت در این کوره‌ها اهمیت فراوانی دارد. بدین منظور در این پژوهش ابتدا فرآیند پخت آجر در این کوره ها و ساختار و نحوه عملکرد آنها بررسی شده است. شبیه سازی عددی فرآیند احتراق داخل یک کوره هافمن توسط نرم‌افزار انسیس فلوئنت انجام می گیرد. در این کوره مخلوط متان و هوا به صورت پیش‌آمیخته از طریق لوله‌ی مشعل با دمای k300 وارد محفظه احتراق و هوا جانبی نیز با دمای k1000 از دیوار جانبی سمت راست وارد کوره می‌شود. در این شبیه سازی از مدل اضمحلال ادی با مکانیزم یک مرحله‌ای استفاده شده است. همچنین مدل k-ε استاندارد برای آشفتگی جریان و نیز مدل تابشی دسته‌بندی گسترده برای تحلیل تشعشعی استفاده گردیده است. تاثیر تغییرات پارامترهای گوناگون از جمله تغییر سرعت مخلوط سوخت و هوا از m/s 5/2 تا m/s 40، تغییر سرعت هوای جانبی از سرعت صفر تا سرعت m/s 4/0 و تغییر نسبت هم‌ارزی مخلوط سوخت و هوا از 4/0 تا عدد 1 بر توزیع دمای داخل کوره بررسی گردیده است. نتایج به‌دست‌آمده نشان‌دهنده این است که با افزایش سرعت مخلوط سوخت و هوا از m/s 5/2 تا m/s 40 و با ثابت بودن سرعت هوای جانبی m/s 072/0 که با دمای k1000 از دیوار جانبی وارد می شود و نسبت هم ارزی 6/0، دمای شعله و همچنین طول شعله افزایش می‌یابد. با افزایش سرعت هوای جانبی از سرعت صفر تا سرعت m/s 4/0 و با ثابت بودن سرعت ورودی مخلوط سوخت و هوای ورودی m/s 10 و نسبت هم ارزی 6/0، دمای شعله و همچنین طول شعله کاهش می‌یابد. همچنین با افزایش نسبت هم‌ارزی مخلوط سوخت از نسبت 4/0 تا نسبت 1و با ثابت بودن سرعت هوای جانبی m/s 072/0 که از سمت راست با دمای حدود k1000 وارد کوره می‌شود و همچنین سرعت مخلوط سوخت وهوای ورودی m/s 10 دمای شعله و طول شعله افزایش می‌یابد.