کاهش تولید آلاینده اکسید نیتروژن در محفظه احتراق هواچرخشی با استفاده از هوادهی در مجرای سوخت

در این مقاله تحلیل عددی اثر همزمان هوادهی در مجرای سوخت و سرعت چرخش هوا بر تولید و انتشار اکسید نیتروژن در یک محفظه احتراق استوانه ای انجام شده است. در این راستا، مخلوط استوکیومتریک متان - هوا در یک محفظه هواچرخشی با احتراق آشفته و غیرپیش آمیخته در نظر گرفته شده است. تاثیر هوادهی در مجرای سوخت در نسبت هم ارزی ثابت و در اعداد چرخش صفر، 0/48، 0/68 و 1/08 بررسی شده است. برای مدلسازی آشفتگی جریان از مدل k−ε و جهت برهم کنش آشفتگی - احتراق دو مدل PDF و EDM اعمال شده اند. مقایسه نتایج شبیه سازی عددی با مقادیر تجربی نشان می دهد که مدل PDF به همراه مکانیزم زلدویچ برای پیش بینی پارامترهای احتراق چرخشی مناسب است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در هر عدد چرخش، یک درصد هوادهی مشخص وجود دارد که به ازای آن علاوه بر احتراق کامل میزان تولید آلاینده NO به حداقل می رسد. همچنین بدون هوادهی در مجرای سوخت، اعمال چرخش در هوای ورودی منجر به افزایش دمای خروجی و افزایش تولید اکسیدهای نیتروژن در محفظه می شود. نتایج تحلیل عددی نشان می دهد که در عدد چرخش 0/48، هوادهی در مجرای سوخت به میزان 2/5 درصد، منجر به احتراق کامل، افزایش دمای متوسط خروجی و همچنین کاهش تولید آلاینده NO خواهد شد.