شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) تشکیل آلاینده ناکس در شعله از قبل نامختلط و آشفته بیودیزل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع آموزش عالی فنی و مهندسی اسفراین

2 دانشگاه منچستر

3 دانشگاه صنعت نفت

4 دانشگاه علم و صنعت ایران

10.22034/ijche.2023.399122.1312

چکیده

تشکیل اکسیدهای نیتروژن (ناکس ) در شعله آشفته از قبل نامختلط بیودیزل از دیدگاه اولری-لاگرانژی در این مقاله بررسی شد. ابتدا احتراق بوسیله دینامیک سیالات محاسباتی مدل شد. تخمین مشخصه های جریان سیال واکنش دهنده در شعله آشفته بوسیله حل معادلات موازنه جرم، مومنتم، انرژی، تولید و انتقال ناکس میباشد. از مدل ترتیب گسسته برای مدل تشعشع و افزایش دقت پیش بینی مدل در مشخص کردن دما و سطح اجزاء استفاده شد. دمای احتراق و غلظت آلاینده منوکسیدنیتروژن ارائه و با آزمایشات مقایسه شدند. مدل ارائه شده توانایی قابل قبول در محاسبه سطح آلاینده منوکسیدنیتروژن از خود نشان داد. اختلاف میان سطح آلاینده ناکس در مدل و آزمایشات ناشی از به کارگیری مکانیزم احتراق ساده شده برای بیودیزل و نبود میسر القایی تشکیل منوکسیدنیتروژن در آن مکانیزم احتراق است. از مدل برای بررسی پراکندگی اکسیدهای نیتروژن در محیط احتراق استفاده شد. نتایج حاکی از تشکیل اکسیدهای نیتروژن در نواحی بعد از شکل گیری شعله است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

CFD Analysis of NOX Formation in Biodiesel Non-premixed Turbulent Flame

نویسندگان [English]

  • Abolfazl Jomekian 1
  • Bahamin Bazooyar 2
  • Ahmad Shariati 3
  • Seyed Hasan Hashemabadi 4
1 Esfarayen University of Technology
2 University f Manchester
3 Petroleum University of Technology
4 Iran University of Science and Technology
چکیده [English]

This paper presents a computational fluid dynamics (CFD) analysis of nitrogen monoxide (NO) and nitrogen dioxide (NO2) formation in a biodiesel turbulent non-premixed flame via the Eulerian-Lagrangian concept. The model includes governing conservation equations of mass, momentum and energy, and equations representing the tabulation and transport of NOX (NO+NO2). Discrete Ordinates (DO) was exploited for modeling of heat radiation that increases the accuracy of the computational simulation in the prediction of NO. The temperatures, and concentration of NOX are presented and compared with experimentation. The proposed model is able to predict the formation of NOX under many circumstances accurately. However, some discrepancies between the model and experimental data exist because of the surrogate combustion mechanism employed for biodiesel fuel and absence of prompt NO in the combustion mechanism employed in CFD codes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • NOx Pollutants
  • Non-premixed
  • Turbulent Flame
  • Biodiesel
  • CFD
  • Combustion