مشخصات پژوهش

عنوان	شبیه سازی و بهینه سازی احتراق هموژن متان در یک کوره استوانه ای
نوع پژوهش	پایان نامه
کلیدواژه‌ها	احتراق غیر پیش آمیخته، دینامیک محاسباتی سیالات، شبکه های عصبی، بهینه سازی، آلاینده های NOx ، CO2 ، CO
چکیده	با توجه به رو به اتمام بودن ذخایرتجدیدناپذید گازی و همچنین آلاینده های NOx و دی اکسید کربن، تلاش های فراوانی به منظور کاهش آلاینده های مختلف و همچنین افزایش راندمان تجهیزات گاز سوز صورت می پذیرد. در این تحقیق احتراق متان/هوا در یک کوره استوانه ای با یک ورودی سوخت و دو ورودی هوا به صورت دو بعدی و متقارن توسط نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. شکل واقعی این کوره، استوانه ای به شعاع 293 میلیمتر و طول 990 میلیمتر است. شبیه سازی با استفاده از روش دینامیک محاسباتی سیالات و نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت انجام شده است. مدل احتراقی تعادلی با در نظر گرفتن سینتیک احتراق دو مرحله ای متان بکار برده شده است. مدل احتراقی تعادلی با در نظر گرفتن سینتیک احتراق دو مرحله ای متان بکار برده شده است. در این تحقیق با تغییر سه متغییر مستقل اولیه، ترکیب درصد جرمی گاز دی اکسید کربن و بخار آب موجود در هوای اولیه ی ورودی، تاثیر آن ها بر مقادیر پاسخ های مورد نظر به منظور بهینه سازی، یعنی دمای خروجی و همچنین تولید آلاینده های NOx وCO2 و CO بررسی شده است. از مدل آشفتگی k-ɛ برای مدلسازی آشفتگی جریان و از مدل تشعشعی P-1 به منظور مدلسازی انتقال حرارت استفاده شده است و برای مطالعه احتراق غیر پیش آمیخته متان/هوا از مدل اتلاف گردابه استفاده شده است. مکانیزم های حرارتی و فوری برای مدلسازی تشکیل اکسید نیتروژن به کار گرفته شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی، با توجه به مقادیر اولیه ورودی، توسط شبکه های عصبی مصنوعی چند لایه و نرم افزار متلب مدلسازی شدند، سپس مدل های بدست آمده با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات با تابع هدفی که مقدار آن متناسب با دمای خروجی کوره و معکوس مقادیر آلاینده های تولیدی است، بهینه سازی شد، در نتیجه مقادیر سه متغیر مستقل اولیه در حالتی که کمترین میزان تولیدآلاینده و بیشترین بازده حرارتی وجود دارد، در دو حالت احتراق همراه با تولید آلاینده NOx و احتراق بدون تولید NOx به دست آمدند.
پژوهشگران	فرانک اخلاقیان طاب (استاد راهنما)، علی ندری (دانشجو)