ارائه‌کننده: حامد جعفری 
استاد راهنما: دکتر محمد ضابطیان 
استاد ناظر داخلی: دکتر مهدی معرفت 
استاد ناظر خارجی: دکتر امینیان 
تاریخ: 1402/11/11
ساعت: 8:00 
مکان: دانشکده فنی و مهندسی، اتاق 154

چکیده: 
روش‌ها و تکنولوژی‌های مختلفی در احتراق برای بهبود عملکرد، افزایش بازدهی حرارتی و تولیدی و کاهش آلاینده‌های زیست محیطی وجود دارند که تکنولوژی احتراق بدون شعله یکی از به روزترین و پیچیده‌ترین نوع این روش‌ها می‌باشد. تحقیقات بسیار زیادی پیرامون ایجاد احتراق بدون شعله در کوره‌ها با کاربرد مختلف و مسائل متنوع انجام شده است. هدف از اين مطالعه، بررسی شرايط حاکم بر يك کوره احتراق بدون شعله سوخت گاز طبیعی و هوا می‌باشد. این کوره دارای چهار ورودی بصورت متقارن می‌باشد. ما در این مقاله قصد داریم تا با تغییر آرایش و فواصل ورودی‌های هوا از ورودی سوخت مرکزی، تغییرات ایجاد شده در شمایل احتراق MILD ایجاد شده را مشاهده کنیم. جهت شبیه‌سازی کوره مورد نظر از نرم‌افزار Ansys Fluent 2022 R2 استفاده شد. از مدل آشفتگی k-ε استاندارد با ضرایب تصحیح شده، برای مدل‌سازی آشفتگی و مدل مفهوم اتلاف گردابه EDC با تصحیح ثابت‌های این مدل، جهت مدل‌سازی احتراق با سینتیک شیمیایی کاهش یافته DRM22 استفاده شد. در ابتدا دو آرایش متقارن کلی ضربدری و بعلاوه برای ورودی‌های هوای کوره در نظر گرفته شد. فاصله مرکز تا مرکز ورودی هوا و سوخت با توجه به محدودیت ساخت 12 میلی‌متر و حد بالای این فاصله در شبیه‌سازی صورت گرفته، 36 میلی‌متر فرض شد. تعداد 3 فاصله برای هر دو آرایش درنظر گرفته شد. مشاهده گردید که آرایش و فاصله ورودی‌ها، تاثیر قابل توجهی روی ضریب بازچرخانی داخلی کوره ندارد؛ اما دمای بیشینه کوره با افزایش فاصله میان ورودی سوخت و هوا، افزایش می‌یابد. با افزایش فاصله میان ورودی سوخت و هوا، نرخ آزادسازی حرارت نیز کاهش می‌یابد. این نرخ نشان دهنده پتانسیل کوره برای آزادسازی حرارت می‌باشد و این کوره‌ها برای کوره‌های عملیات حرارتی مناسب‌تر می‌باشند. همچنین انحراف از معیار استاندارد برای نرخ آزادسازی حرارت در حالت‌هایی که حداقل فاصله میان ورودی سوخت و هوا وجود دارد، میزان کمینه‌ای دارد و نزدیک 0.02 وات می‌باشد و نشان دهنده پخش و آزادسازی یکنواخت حرارت در کوره می‌باشد. در هندسه شماره 1 و 4، شاهد کمترین میزان اختلاف بین دمای بیشینه و متوسط هستیم. مقدار بیشینه گونه رادیکال OH هم که بالا بودن آن نشان دهنده تمرکز انجام واکنش‌های شیمیایی در یک نقطه می‌باشد، در هندسه‌های 1 و 4 که شاهد کمینه فاصله میان ورودی سوخت و هوا هستیم، در پایین ترین حالت نسبت به هندسه های دیگر می‌باشد. همچنین با بررسی میزان تولید آلاینده NO در هندسه‌های با فاصله بیشینه، بالاتر از هندسه یک و چهار می‌باشد. در این مورد، به علت بالاتر بودن دمای بیشینه، امکان تشکیل آلاینده NO بالا می‌رود. اما این مقدار برای گاز گلخانه‌ای CO2 تقریباً در تمامی هندسه‌ها برابر می‌باشد. میزان آلاینده CO هم در هندسه شماره 4 کمترین مقدار را دارد، البته این موضوع به‌علت بالاتر بودن میزان CO2 در این حالت می‌باشد. در انتها، جهت صحت‌سنجی با نتایج آزمایشگاهی تجهیزات تهیه و اقدام به ساخت بستر آزمون تجربی و کوره مورد نظر شده است.