اثرات استفاده از معادلات تغییرتخلخل در عملکرد و تولید مواد آلاینده در مشعل های محیط متخلخل

در این مقاله نتایج حاصل از مدل سازی دو بعدی و متقارن محور احتراق پیش آمیخته ی متان- هوا با سینتیک چند مرحله ای در داخل محیط متخلخل با تغییر تخلخل ارائه شده است که در آن برای مشخص نمودن خصوصیات ترمو فیزیکی و ترموشیمیایی از برنامه کمکین2[i] و اطلاعات پایه آن استفاده شده است. معادلات پیوستگی، ناویر استوکس، معادلات انتقال حرارت فاز گاز و جامد و معادلات حاکم بر گونه های شیمیایی با استفاده از روش حجم محدود حل شده و برای ارتباط بین سرعت و فشار از الگوریتم سیمپل[ii] استفاده شده است. در این مقاله سعی بر آنست تا با اعمال پروفیل های تغییر تخلخل مختلف به جای تخلخل ثابت دو ناحیه ای، اثرات تغییر تخلخل در طول مشعل را مورد بررسی قرار دهیم. نتایج نشان می دهند که با اعمال تخلخل متغیر در طول مشعل می توان میزان دمای بیشینه را حدود 5/4% کاهش داد و به تبع آن میزان آلاینده های خروجی نظیر اکسیدهای نیتروژن[iii] نیز کاهش می یابد. در حالی که افت فشار در طول مشعل به میزان بسیار ناچیزی افزایش می یابد. همچنین اثرات سرعت ورودیو دمای دیواره بر روی مشعل های محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفت که نتایج نشان داد با افزایش سرعت ورودی بیشینه دمای گاز کاهش پیدا می کند و به تبع آن میزان انتشار اکسیدهای نیتروژن کاهش می یابد همچنین با افزایش دمای دیواره، بیشینه دماافزایش پیدا می کند و این امر سبب افزایش اکسیدهای نیتروژن می گردد .