مدلسازي فرايند احتراق نانوسوخت بر پايه سوخت مايع گازوئيل در مشعل نيروگاهي

چكيده — اين مقاله،يكي از مباحثي كه از ديدگاه تخصصي سبب كاهش تلفات انرژي الكتريكي مي شود در واقع مسأله بهينه سازي مصرف سوخت در نيروگاه ها را مورد بررسي و تجزيه تحليل حاصل از مدلسازي قرار مي دهد. در نيروگاه ها طي فرآيند تبديل حامل انرژي فسيلي براي مثال به صورت سوخت پايه مايع به انرژي الكتريكي و توليد برق، بخش قابل توجهي از حامل انرژي نيز تلف مي شود كه اين اتلاف بسته به نوع فن آوري و سطح طراحي نيروگاه تفاوت مي كند. همچنين از عيوب نيروگاه هاي حرارتي انتشار آلاينده هائي از جمله، مونوكسيد كربن (CO) ، اكسيد هاي نيتروژن (NOx) ، هيدروكربن هاي نسوخته (UHCs) و غيره و به همراه آن انرژي قابل بازيافت مي باشد كه از طريق دودكش هاي نيروگاه به اتمسفر تخليه مي شوند. با توجه به مطالعات انجام شده در خصوص تاثير نانوذرات مختلف بر روي متغير هاي عملكردي و آلاينده هاي خروجي از اگزوز موتور هاي سوخت پايه ديزل در اين تحقيق از نانوذرات اكسيد سريم، اكسيد هاي آلومينيوم، كلوئيد نقره و كلوئيد پالاديم به صورت منفرد و نانوساختارهاي هيبريدي براي سوخت هاي پايه ديزل استفاده شده است. به اين ترتيب با توجه به توضيحات مرتبط با ديناميك سيالات محاسباتي، مدل سازي كوره بويلرهاي نيروگاهي، عمدتاً بسيار پيچيده بوده و تحت تأثير پارامترهاي بسيار زيادي نيز مي باشند. اين پارامترها شامل نسبت هوا به سوخت، درجه حرارت هواي ورودي، زاويه هواي ورودي، زاويه پاشش سوخت و غيره مي باشد. نتايج حاصله به طور خلاصه نشان مي دهد كه بيشترين مقدار دماي گازهاي خروجي در خروجي مشعل و در فاصله حدود 1 متري از آن قابل مشاهده است كه اين امر دلالت بر وقوع احتراق كامل در بدو ورود نانوسوخت و جريان هوا و اختلاط آنها در داخل مشعل كوره نيروگاه دارد. از طرفي بيشترين مقدار CO2 و NOx نيز در اين فاصله كه حداكثر درجه حرارت به وقوع پيوسته، قابل مشاهده است. توزيع درجه حرارت در داخل كوره تأثير بسزائي بر روي ميزان انتقال حرارت تشعشعي داخل مشعل كوره نيروگاهي دارد بطوريكه در ديواره روبروي مشعل بيشترين انتقال حرارت تشعشعي و در سقف كمترين ميزان انتقال حرارت تشعشعي به وجود مي آيد.