رقیق سازی احتراق متان- هوا با هیدروژن و اثر آن بر سرعت، ضخامت شعله و آلاینده ها

هیدروژن یک ماده افزودنی خوب برای احتراق سوخت های هیدروکربنی از جمله متان است. در این مقاله، به بررسی عددی رقیق سازی احتراق آرام پیش آمیخته مخلوط متان- هوا با هیدروژن در نسبت های هم ارزی مختلف، با استفاده از کد PREMIXنرم افزارCHEMKIN IIو مکانیزم 3.0GRI MECHدر فشار اولیهatm1 و دمای اولیهK98 پرداخته شده است. پروفیل دمای مخلوط پیش آمیخته متان- هوا- هیدروژن در حالت استوکیومتریک بررسی شده و نتایج نشان می دهد که افزودن هیدروژن، حد اکثر حدود % 10 در افزایش دمای آدیاباتیک شعله تاثیر دارد. سرعت و ضخامت شعله آرام پیش آمیخته مخلوط متان- هوا- هیدروژن در نسبت های هم ارزی مختلف، از0/6تا1/4مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج نشان می دهد که با افزایش درصد حجمی هیدروژن، سرعت شعله آرام، افزایش و ضخامت شعله آرام، کاهش می یابد. همچنین پروفیل کسر مولی آلاینده های مهم شعله آرام پیش آمیخته مخلوط متان- هوا- هیدروژن در نسبت های هم ارزی0/6و1و1/4 بررسی شده است و نتایج نشان می دهد که افزایش درصد حجمی هیدروژن، موجب کاهش کسر مولیCOمی شود؛ این امر در حالت استوکیومتریک، موجب کاهش کسر مولیNOدر نسبت های هم ارزی 0/6و1/4 موجب افزایش کسرمولی NO می شود و نیز در حالت استوکیومتریک و نسبت هم ارزی 0/6 موجب کاهش کسرمولی NO2 میشود ولی درنسبت هم ارزی 0/6 افزایش درصد حجمی هیدروژن از0تا20درصد موجب افزایش و از20تا40درصد موجب کاهش کسرمولی NO2 میشود. نتایج شبیه سازی، با نتایج آزمایشگاهی سایر محققین مطابقت خوبی دارد.