مشخصه‌هاي پايداري و توليد آلاينده NOx شعله‌هاي كم پيچش

احتراق كم پيچش يكي از روش‌هاي نوين براي پايدار سازي شعله هاي پيش مخلوط كم سوخت است. شناخت مشخصه‌هاي پايداري و توليد NOx اين نوع شعله‌ها و همچنين تاثير تداخلات چند شعله كم پيچش بر پايداري و توليد NOx اين شعله‌ها به كاربردي شدن اين نوع احتراق در محفظه احتراق‌هاي مختلف كمك شاياني مي‌كند. براي نيل به اين هدف، در اين مقاله، با به كارگيري مشعل‌هاي كم پيچش پره دار، مشخصه‌هاي پايداري و توليد NOx اين نوع شعله‌ها بررسي شده و سپس سه نمونه مشعل مشابه بر روي يك حلقه محفظه احتراق در كنار هم قرار داده شده و با تغيير فاصله مشعل‌ها از يكديگر پايداري و توليد NOx شعله‌هاي حاصل بررسي شده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه پايداري اين شعله‌ها وابسته به سرعت ميانگين جريان مشعل، نسبت هم ارزي و نحوه دست‌يابي به شعله مطلوب (ايجاد شعله مطلوب از ناحيه كم سوخت و يا پرسوخت) است. توليد NOx اين شعله‌ها با نسبت هم ارزي نسبت مستقيم دارد و مستقل از سرعت مخلوط سوخت و هواي خروجي از مشعل است. قرارگيري مشعل‌ها، در شرايطي كه هر يك به صورت مجزا شعله پايدار توليد مي‌كنند، با هر آرايشي در كنار هم موجب ناپايدارشدن شعله‌ها نمي‌شود و تنها تداخلات شعله‌ها را افزايش مي‌دهد. اين تداخلات موجب افزايش توليد NOx مي‌شود.

Low swirl combustion is an innovative method for stabilizing lean premixed flames. Understanding the stability characteristics and NOx emissions of low swirl flames as well as influence of interaction of several low swirl flames on stability characteristic and NOx emissions are necessary to make low swirl burners applicable to various combustion chambers. The primary objectives of this study are to assess flame stability characteristics and NOx emissions of vane swirl burners. Since in an annular combustor several burners are mounted next to each other, the influence of flames interactions on the stability and NOx emissions of low swirl flames are examined. The data show that the stability of low swirl flames is highly dependent on the fuel-air mixture velocity at the burner exit, the mixture equivalence ratio, and the fuel-air feeding startegy to achieve the desired flame. NOx emissions of a low swirl flame are insensitive to the the fuel-air mixture velocity at the burner exit at a given equivalence ratio, but they are directly proportional to the equivalence ratio. Individual burner stablility is maintained when they are arranged in any annular formation. Although flames interactions have no influence on the overall flame stability characteristics but they increase NOx emissions.