بررسي ترموديناميك تعادلي اثر كار ميدان مغناطيسي روي كسر مولي محصولات اصلي واكنش متان-هوا

An Equilibrium Thermodynamics Investigation on Influence of Magnetic Field Work on Molar Fraction of Main Products of Methane–Air Reaction

تاثير ميدانهاي مغناطيسي بر احتراق موضوع شناخته شده اي است. در حضور ميدان مغناطيسي، گونه هاي پارامغناطيس سبب تغيير در سينتيك و رفتار تعادلي واكنش هاي شيميايي احتراق مي شود. با توجه به اين واقعيت كه اكسيدنيتروژن و اكسيژن گونه هاي پارامغناطيس و ساير گونه هاي احتراق و متان داراي رفتار ديامغناطيس هستند، اعمال ميدان مغناطيسي يكنواخت سبب تغيير در روند معمولي واكنش شيميايي مي گردد. در تحقيق حاضر بررسي عددي تاثير ميدان مغناطيسي يكنواخت بر واكنش يك مرحله اي احتراق متان با كمينه سازي انرژي آزاد گيبس انجام شده است. نتايج نشان مي دهد اثر ميدان مغناطيسي يكنواخت بر گونه هاي پارامغناطيس در مقايسه با ساير گونه ها قابل توجه است. واكنش احتراق متان با ميدان مغناطيسي يكنواخت منجر به افزايش كسر مولي كربن منوكسيد و كاهش كسر مولي كربن دي‌اكسيد مي گردد. همچنين نتايج حاكي است كه ميتوان به كمك ميدان مغناطيسي يكنواخت توليد آلاينده اكسيدنيتروژن را همزمان با افزايش دما كاهش داد به طوري كه در محدوده احتراق واقعي آلاينده اكسيد نيتروژن زيادي توليد مي شود. افزايش ميدان مغناطيسي يكنواخت از 0/06 به 0/08 باعث كاهش 88/2 درصدي كسر مولي اين آلاينده مي شود.

The effect of magnetic fields on combustion is a well-known fact. In presence of magnetic field, the paramagnetic species change kinetics and equilibrium properties of chemical reaction in combustion. Because NO and O2 are paramagnetic species and other elements and methane are diamagnetic, applying a magnetic field on combustion cause to change its chemical reactions. In this study, the effects of uniform magnetic field on one stage methane combustion reaction has been studied numerically by means of Gibbs free energy minimization. The results suggest that the uniform magnetic field has significant effects on paramagnetic species and their production is influenced, dramatically. Methane combustion reaction with uniform magnetic field leads CO molar fraction to be increased and CO2 concentration to be decrease. The results indicate that the NO pollutant formation also can be decreased while the temperature is increased. Increasing the uniform magnetic field from 0.06 to 0.08 causes molar fraction of this pollutant to decrease by 88.2%.