بررسی انحلال گاز هیدروژن در سوخت هیدروکربنی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی

در این تحقیق، یک مدل دوبعدیCFD برای بررسی هر دو پدیده هیدرودینامیک و انتقال جرم و تاثیر آنها بر انحلال گاز هیدروژن در یک سوخت هیدروکربنی به کار رفته است. برای این منظور، مدل اولرین- اولرین با به کارگیری روش حجم محدود استفاده شده است. مدل استاندارد k-ε نیز برای آشفتگی فاز مایع و گاز منظور شده است. سرعت صعود به دست آمده حباب گاز توسط این مدل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد و تطابق خوبی نشان داد. مدلCFD رفتار مورد انتظار از هیدرودینامیک سیستم را به درستی نشان داد. برای سرعت های ظاهری گاز تا 3 سانتی متر بر ثانیه، مقادیر به دست آمده کسر حجمی گاز در مایع و ضرایب انتقال جرم حجمی توسط مدل به ترتیب تا091/0 و تا s-1 054/0 بود. نتایج محاسبات انتقال جرم نشان میدهد که غلظت هیدروژن در سوخت مایع با گذشت زمان افزایش می یابد تا به مقدار تعادلی خود برسد. زمان لازم برای رسیدن به غلظت تعادلی مایع با سه ضریب انتقال جرم معادل 0004/0، 0008/0 و 002/0 متر بر ثانیه، به ترتیب حدود120، 60 و 25 ثانیه بود. بنابراین با انتخاب مناسب هندسه سیستم و سرعت گاز، می-توان مقادیر مناسب انتقال جرم و توزیع گاز در مایع را برای انحلال گاز هیدروژن در سوخت مایع داشت.