مدلسازی عددی تغییرات شکل، دما تولید CO2 و NO وCO شعله غیر پیش آمیخته‏ ی متان در میدان مغناطیسی غیر یکنواخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بیرجند

2 گروه مهندسی مکانیک دانشگاه بیرجند

چکیده

تاثیر میدان مغناطیسی بر احتراق مورد توجه محققان زیادی قرار گرفته است. از آنجایی که تاثیر میدان مغناطیسی بر جریان گاز و فرآیند احتراق از طریق نیروی الکترومغناطیسی حجمی است، نیاز به حل عددی و شبیه سازی الکترومغناطیسی میدان جریان برای حصول نحوه‏ی توزیع میدان مغناطیسی می‏باشد. پژوهش حاضر به بررسی عددی تغییرات شکل و دمای شعله آرام غیر پیش آمیخته‏ی متان در حضور میدان مغناطیسی غیر یکنواخت می‏پردازد. به این منظور دو دسته معادلات الکترومغناطیس و مکانیک سیالات و احتراق با یکدیگر همزمان حل شده‏است. نتایج نشان می‏دهد نیروی حجمی مغناطیسی وارد بر گونه‏های پارامغناطیس (اکسیژن، هوا) و دیامغناطیس (متان و محصولات احتراق) بر شکل شعله، دمای شعله و اختلاط سوخت و هوا تاثیر دارد. همچنین اعمال میدان مغناطیسی کاهنده باعث باریک و کشیده شدن شکل شعله و افزایش دمای شعله و اعمال میدان مغناطیسی افزاینده باعث کوتاه شدن و پخش شدن (قارچی شکل شدن) نسبت به حالت بدون میدان مغناطیسی می‏گردد. علاوه بر این با اعمال میدان مغناطیسی بر جریان گاز می‏توان تولید آلاینده‏های NO و CO را تغییر داد به نحوی که در میدان مغناطیسی کاهنده تولید آلاینده NO و CO کاهش می‌یابد. بنابراین می‌توان با اعمال میدان مغناطیسی غیریکنواخت شکل و دمای شعله را در کنار تولید آلاینده‌ها کنترل نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical modeling of magnetic field effects on flame shape, temperature and CO2, CO and NO emission of laminar diffusion combustion of methane

نویسندگان [English]

  • Ali Saeedi 1
  • Alireza Jafari Beinabaj 2
  • Javad Khadem 1
1 University of Birjand
2 Department of mechanical engineering, Faculty of engineering, University of Birjand
چکیده [English]

The influence of magnetic field on combustion has attracted many researchers. Since the effect of the magnetic field on the gas flow and the combustion process is through volumetric electromagnetic force, the need for a numerical solution and electromagnetic simulation of the flow field is necessary to obtain the distribution of the magnetic field. The present study investigates the numerical variations in the shape and temperature of the diffusion flame of methane in the presence of a non-uniform magnetic field. For this purpose, two groups of electromagnetic equations and fluid mechanics and combustion are solved simultaneously. The results show that magnetic force volumetric influences on paramagnetic (oxygen, air) and diamagnetism (methane and combustion products) effects on flame shape, flame temperature, and mixing of fuel and air. Also, the use of a decreasing magnetic field causes Slim and drawn flame shape and increase flame temperature and the application of an increasing magnetic field causes the shape of flame to be shortened and diffused (Mushroom-shaped) and the flame temperature decreases relative to the non-magnetic field.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Combustion
  • magnetic field
  • flame
  • Temperature
  • pollutant