مطالعه تغييرات غلظت گونه هاي اصلي احتراق متان در اثر فشار و ميدان مغناطيسي يكنواخت

Study the Effects of Uniform Magnetic Fields and Pressures on the Concentration of Main Species of Methane Combustion

تأثير ميدان هاي مغناطيسي بر احتراق جهت كنترل و بهينه سازي و حتي تغيير شكل و درخشندگي شعله موضوع شناخته شده اي است. نيروي حجمي مغناطيسي وارد بر گونه هاي مواد پارامغناطيس باعث تغيير رفتار طبيعي آن­ها شده و بر سينتيك و رفتار تعادلي واكنش­هاي شيميايي احتراق نيز مؤثر است. در تحقيق حاضر بررسي عددي تأثير ميدان مغناطيسي يكنواخت بر واكنش يك مرحله اي احتراق متان انجام شده است. با توجه به اينكه در بين گونه ­هاي توليد شده، OH ،NO وO2 به عنوان ماده پارامغناطيس و ساير گونه ­هاي احتراق و متان داراي رفتار ديامغناطيس هستند، اثر اعمال ميدان مغناطيسي يكنواخت در فشارهاي مختلف بر 10 گونه توليد شده در فرآيند احتراق متان با كمينه سازي انرژي آزاد گيبس ارزيابي گرديده است. نتايج نشان مي ­دهد اثر ميدان مغناطيسي يكنواخت در فشار يك اتمسفر بر گونه­ هاي توليد شده پارامغناطيس در مقايسه با ساير گونه­ ها قابل توجه تر بوده و براي تمام گونه ­ها تأثير ميدان مغناطيسي يكنواخت با افزايش فشار كاهش مي يابد. همچنين مي­توان به كمك ميدان مغناطيسي يكنواخت، توليد آلاينده NO را همزمان با افزايش دما كاهش داد. علاوه بر اين با اعمال ميدان مغناطيسي يكنواخت و افزايش فشار مي­توان كاهش آلاينده ­هاي NO و CO را به طور همزمان با افزايش دما ايجاد نمود.

The effects of magnetic fields on combustion to control and optimize the flame deformation and the flame brightness is a well-known fact. The kinetics and equilibrium properties of chemical reactions of combustion are influenced by the magnetic force exerted on paramagnetic species. In this study, the numerical consideration of the effects of the uniform magnetic fields on one stage methane combustion reaction has been taken. With respect to this fact that NO, OH, and O2 are paramagnetic species and other species and methane have diamagnetic behavior, the effects of the uniform magnetic field at different pressures on 10 methane combustion main product species are studied by minimizing the Gibbs free energy. The results show that the uniform magnetic field at 1 atm pressure has considerable effects on paramagnetic species and their production is influenced dramatically. Also, the role of uniform magnetic fields on product species decreases by increasing the pressure. The results also indicate that uniform magnetic fields decreases the mole fraction of NO simultaneously with the increase in the temperature. Furthermore, applying uniform magnetic field and increasing the pressure reduce NO and CO pollutants and increase the temperature.