مروري بر كاربرد ابزار تركيبي شبكة راكتور شيميايي و ديناميك سيالات محاسباتي به‌منظور پيش‌بيني انتشار آلاينده‌ها

A Review on the Applications of Chemical Reactor Network via Computational Fluid Dynamics Hybrid Method in Order to Predict the Pollutant Emissions

امروزه، كاهش انتشار آلاينده‌هاي حاصل از فرايندهاي احتراقي امري جدايي‌ناپذير در روند طراحي محفظه‌هاي احتراق مي‌باشد. رويكرد شبكة راكتور شيميايي به دليل كاهش هزينه‌ها، سرعت زياد و همچنين دقت مناسب در نتايج روشي مناسب براي تخمين ميزان انتشار آلاينده‌هايي نظير NOx در سيستم‌هاي احتراقي مي‌باشد. اين روش نيازمند داده‌هاي اوليه از ميدان جريان به‌منظور ساخت شبكة راكتورها است. در اين مقاله كاربرد ديناميك سيالات محاسباتي به‌عنوان يكي از پراستفاده‌ترين روش‌ها در تخمين ميدان جريان و ارائه داده‌هاي اوليه براي ساخت شبكة راكتورها مورد بررسي قرار گرفته است. در مطالعة حاضر رويكردهاي مختلف مدل‌سازي آشفتگي جريان، مكانيسم‌هاي به ­كار رفته و مدل‌هاي احتراقي در ديناميك سيالات محاسباتي به‌منظور استفاده از نتايج در ساخت شبكة راكتورها مورد مطالعه قرار گرفته است. مي‌توان بيان كرد كه شبكة راكتورها حتي با تعداد كمينة راكتورها مي‌توانند نتايج مناسبي از غلظت محصولات احتراق ارائه كنند. پس، بايد در نظر داشت كه افزايش دقت در حل ديناميك سيالات محاسباتي نبايد به حدي باشد كه هزينه‌هاي محاسباتي را بي­ هدف بيفزايد.

Nowadays, the reduction of pollutants emission from combustion processes is integrated to the design of combustors. The chemical reactor network approach is a applicable method for estimating the emission of pollutants such as NOx in combustion systemsdue to cost reductions, fast and appropriate accuracy in results. This method requires the initial flow field data to build the reactors network. In this paper, the application of computational fluid dynamics as one of the most commonly used methods in determiningthe flow field characteristics and providing basic information for the construction of reactors networks was investigated. In this paper various approaches of turbulent flow modeling, applied chemical mechanisms and combustion regimes were studied in order to use the results in constructing CRNs. Although CFD can enhance the constraction of CRNs and improve the results butit should be noted that increasing the fidelity of CFD results should not be the cause of adding computational costs because CRNs can provide appropriate results even with a minimal number of reactors.