ORIGINAL_ARTICLE
تأثیر ماده اولیه آلومینیم در سنتز احتراقی نانوکاتالیست CuO/ZnO/CeO2/Al2O3 برای تولید هیدروژن با استفاده از ریفورمینگ متانول در حضور بخارآب
کاتالیستهای مختلفی برای تولید هیدروژن در محل طی واکنش ریفورمینگ متانول با بخار آب گسترش داده شدهاند. تمامی تلاشها برای تولید کاتالیستی با میزان فعالیت و انتخابپذیری بالا برای تولید حداکثر میزان هیدروژن و حداقل کربن مونوکسید ممکن معطوف شده است. در این میان، روشهای مختلفی برای بهبود خواص کاتالیستی وجود دارد که میتوان به دو دسته عمده تقسیمبندی کرد: الف) استفاده از بهبوددهنده های مختلف، ب) تغییر در پارامترهای روش سنتز نانوکاتالیست. هدف در این بررسی تعیین اثر ماده پیشساز آلومینا در روش سنتز احتراقی برای سنتز نانوکاتالیست بهبودیافته با 5 درصد سریا است. برای این منظور دو نمونه با مواد پیشساز بوهمیت و آلومینیوم نیترات سنتز و در ادامه برای تعیین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نانوکاتالیستهای سنتزی توسط آنالیزهای XRDBETFESEMFTIR و SEM-EDX بررسی شدند. گونه های CuO و ZnO در الگوهای پراش اشعه X مشاهده شدند و حضور آلومینا به علت شاخص نبودن پیک ها در XRD با آنالیز FTIR و EDX اثبات شد. تصاویر حاصل از آنالیز FESEM مشخص کرد که ذرات کاتالیست سنتزی در محدوده نانو قرار دارند. همچنین، از آنالیز FESEM مشاهده شد که سایز ذرات در نمونه با ماده پیشساز آلومینیوم نیترات کاهش یافته است و ساختار متخلخلتری به دست آمده است. آزمایش های عملکردی نیز نشان داد که نمونه با ماده پیشساز آلومینیوم نیترات نتایج بهتری به لحاظ میزان تبدیل و انتخاب پذیری از خود نشان میدهد.
https://www.jfnc.ir/article_46195_7e3e54be5202db2600d4ca7c3c4c7361.pdf
2015-04-21
33
46
سنتز احتراقی
ماده اولیه
CuO/ZnO/CeO2/Al2O3
ریفورمینگ متانول
هیدروژن
شهاب
مینائی
shahab.minaei@gmail.com
1
دانشگاه صنعتی سهند
AUTHOR
محمد
حقیقی
haghighi@sut.ac.ir
2
دانشگاه صنعتی سهند
AUTHOR
مظفر
عبدالهی فر
abdollahifar@gmail.com
3
دانشگاه صنعتی سهند
AUTHOR
حسین
عجمین
h.ajamein@gmail.com
4
دانشگاه صنعتی سهند
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی عددی اثر مقدار پیچش جریان بر احتراق پیش آمیخته کم پیچش
احتراق کم پیچش یکی از روشهای نوین برای پایدارسازی شعلههای پیش مخلوط با نسبت هم ارزی کمتر از 1 است. برای استفاده از این روش پایداری شعله در توربینهای گازی، شناخت مشخصات جریان و احتراق این نوع شعلهها در شرایط مختلف کاری از اهمیت بسیاری برخوردار است. در این مقاله پدیدههای فیزیکی و نحوه پایدارسازی شعله کم پیچش در شرایط دو عدد پیچش با استفاده از شبیهسازی به روش گردابههای بزرگ و روش شعله ضخیم شده، بررسی شده است. نتایج شبیهسازی شعله کم پیچش نشان میدهد که شعله با فاصله مشخصی از لبه مشعل پایدار شده و پایداری آن وابسته به تشکیل ناحیه بازگردشی داخلی در جریان نیست. همچنین، افزایش عدد پیچش از 0/5 تا 0/65 باعث حرکت ناحیه بازگردشی و شعله به سمت بالادست جریان شده ولی سازوکار پایداری شعله تغییر نمیکند.
https://www.jfnc.ir/article_46196_4349ebdfb58ca2ef695023aeebab57c1.pdf
2015-04-21
19
31
احتراق کم پیچش
شبیهسازی گردابههای بزرگ
روش شعله ضخیم شده
ناحیه بازگردشی
محمد حسین
عرب نژاد
arabnejad@alum.sharif.ir
1
صنعتی شریف
AUTHOR
محمد
شهسواری
shahsavari@ae.sharif.ir
2
دانشگاه صنعتی شریف
AUTHOR
محمد
فرشچی
farshchi@sharif.ir
3
صنعتی شریف
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی تأثیر مکانیزم شیمیایی در پیشبینی آلاینده NOxبا روش کاهش انتخابی غیرکاتالیستی
کورههای صنعتی و نیروگاهها، با مصرف قابل توجه سوختهای فسیلی، نقش عمدهای درتولید آلاینده های هوا دارند. اکسیدهای نیتروژن ازجمله این آلایندههایند. در تحقیق حاضر، اثر مکانیزمهای سینتیک شیمیایی مختلف در پیشبینی اکسیدهای نیتروژن (NOx با روش کاهش انتخابی کاتالیستی در دودکش کورههای صنعتی و نیروگاهها، به صورت عددی بررسی شده است. در این روش، آمونیاک در محدوده دمای بین 1150 تا 1350 کلوین به درون دودکش تزریق شده و با واکنش باNO ، گاز نیتروژن تشکیل می دهد. هندسه مورد استفاده برای مقایسه با کار تجربی، یک دودکش استوانهای به طول پنج متر و قطر پنج سانتیمتر، مطابق کار آزمایشگاهی استبرگ و همکاران، است. در کار حاضر، چهار مکانیزم شیمیایی میلر، دوو، گلاربرگ و بروور بررسی شده است. با بررسی میزان کاهش آلایندگی NO، مشاهده شد که مکانیزمهای سینتیک شیمیایی گلاربرگ و بروور نسبت به دو مکانیزم دیگر خطای کمتری دارند. سپس، توانایی مکانیزمهای سینتیک در پیشبینی اثر مواد افزودنی (نیتروژن و هیدروژن) بررسی شد. همچنین، در ادامه پدیده لغزش آمونیاک، با استفاده از مکانیزم شیمیایی گلاربرگ، بررسی شده است. نتایج نشان داد پدیده لغزش آمونیاک، با افزایش دمای ورودی به دماهای بالاتر از 1250 کلوین، کاهش مییابد.
https://www.jfnc.ir/article_46197_862c168dfbe90043f69d724aa3a92da3.pdf
2015-04-21
61
77
آلودگی
اکسیدهای نیتروژن
روش کاهش انتخابی غیرکاتالیستی
مکانیزم شیمیایی
مسعود
شفا
masoud.shafa@modares.ac.ir
1
تربیت مدرس
AUTHOR
کیومرث
مظاهری
kiumars@modares.ac.ir
2
تربیت مدرس
AUTHOR
علیرضا
علیپور
a.alipoor@shirazu.ac.ir
3
تربیت مدرس
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی سهبعدی موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن همراه با سینیتیک مفصل شیمیایی با سوخت متان و دیمتیلاتر
موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن به عنوان نسلی جدید از موتورهای احتراق داخلی شناخته میشوند که با عرضه مناسب بازده و توان در حد موتورهای دیزل، توانستهاند مقدار آلایندههای NOx و مصرف سوخت را تا حد آشکاری کاهش دهند. با توجه به اهمیت این شیوه احتراقی، ابتدا مدل سهبعدی کوپل با سینیتیک مفصل شیمیایی در یک چرخه بسته با نتایج تجربی صحهگذاری شد که خطایی در حدود 5 درصد در تخمین بیشینه فشار را به همراه داشت. این مدل به گونهای است که ابتدا، در هر گام زمانی، اطلاعات به دست آمده از حل صفربعدی در هر سلول در اختیار مدل سه بعدی قرار میگیرد و سپس معادلات سیالاتی و حرارتی حل میشوند که در صورت همگرایی به گام زمانی بعدی رفته در غیر این صورت حل معادلات سهبعدی تکرار میشود. سپس، احتراق در فشارهای اولیه و نسبتهای همارزی مختلف بررسی شد که نتایج نشان میدهد افزایش نسبت همارزی و کاهش فشار اولیه موجب تاخیر در اشتعال میشود. جهت کاهش کوبش و بهبود عملکرد موتور در حالت متان خالص، از سوخت دوم، دیمتیلاتر، استفاده شد که در یک نسبت همارزی ثابت، جایگزینی دیمتیلاتر به جای متان موجب بهبود عملکرد شد. همچنین، در این کار گونه OH به عنوان گونهای کنترلی مطرح شد که افزایش ناگهانی آن تطابق خوبی با نرخ آزادسازی گرما در هر دو حالت متان خالص و مخلوط متان و دیمتیلاتر دارد.
https://www.jfnc.ir/article_46198_1c421ff044da62e1f539cfdc11630b39.pdf
2015-04-21
77
91
موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن
مدلسازی سهبعدی
سینتیک مفصل
متان
دیمتیل اتر
علی
یوسف زاده
ali_yousefzadeh90@yahoo.com
1
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
AUTHOR
امید
جهانیان
jahanian@nit.ac.ir
2
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
تحلیل عددی اثر گاز سنتزی بر احتراق گاز طبیعی دریک موتور اشتعال تراکمی همگن
موتورهای اشتعال تراکمی همگن، با قابلیت تولید اندک آلایندههای NOx و دوده و انعطافپذیری بالا در استفاده از سوختهای گوناگون، جایگزین بسیار مناسبی برای موتورهای دیزلی مرسوم اند. چالش اصلی در این موتورها کنترل زمانبندی احتراق خود به خودی است. از طرفی، گاز طبیعی، بهعنوان سوختی پاک، همواره مورد توجه محققان بوده است و آزمایشهای بسیاری هم در کارهای عددی و هم در کارهای آزمایشگاهی بر روی آن انجام شده است. این سوخت، به دلیل عدد اکتان بالای آن و میل کمی که به احتراق خودبهخودی دارد، نیازمند افزودن ترکیبات کمکی جهت بهبود زمانبندی مناسب احتراق است. در این تحقیق، با استفاده از مدل ترمودینامیکی چندناحیهای و با درنظر گرفتن توزیع چگالی احتمال برای چینهبندی شرایط اولیه دمایی و گازهای باقی مانده، تأثیر افزودن گاز سنتزی بر احتراق گاز طبیعی در موتور تجربی CFR مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. عوامل تأثیرگذار بر زمان آغاز احتراق، توان و بازده موتور و میزان آلایندههای خروجی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفتهاند. نتایج نشان میدهند که افزودن گازهای سنتزی میتواند گزینه بسیار مناسبی جهت زمانبندی احتراق باشد. افزودن گازهای سنتزی به مخلوط ورودی، ضمن اثرات ناچیز بر توان تولیدی و IMEP، سبب پیشرسی در احتراق و نیز بالاتر رفتن نرخ آزادسازی حرارت میشود که با افزایش نرخ آزادسازی حرارت و بیشینه دما، بازده حرارتی کاهش یافته و تولید NOx افزایش مییابد.
https://www.jfnc.ir/article_46199_12c99e7c0067ecb3e51d82082df1274d.pdf
2015-04-21
1
18
موتورهای اشتعال تراکمی همگن
مدل ترمودینامیکی چندناحیهای
گاز طبیعی
چینهبندی دما
گازهای سنتزی
مصطفی
رمضان نژاد
1
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
AUTHOR
روزبه
شفقت
rshafaghat@nit.ac.ir
2
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
AUTHOR
مصطفی
محبی
3
داشگاه صنعتی شریف
AUTHOR
امید
جهانیان
jahanian@nit.ac.ir
4
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
شبیهسازی فرآیند احتراق موتور دیزلی MTI4.244 به منظور بررسی امکان ارتقاء توان و کاهش آلایندههای آن
از آنجا که افزایش توان و کاهش آلایندههای یک موتور نیازمند طراحی مجدد است، در کار حاضر، موتور دیزلی MTI4.244 ساخت شرکت موتورسازان تبریز، به عنوان موتور پایه مدنظر قرار گرفته تا با شبیهسازی فرآیند احتراق آن در نرمافزار GT-Suite و اتصال آن به مدل پرخوران و تبادل گازجهت شبیهسازی یکپارچه، امکان بهبود عملکردی و کاهش آلایندههای NOx و دوده این موتور بررسی شود. صحهگذاری نتایج این شبیهسازی در سرعتهای مختلف موتور با استفاده از نتایج تجربی صورت گرفته است. سپس تأثیر متغیرهای زمانبندی پاشش سوخت و میزان EGR بر خصوصیات احتراقی، عملکردی و آلایندگی موتور در شرایط تمام بار مطالعه شده است. برای نمونه، در سرعت RPM1350، که سرعت بیشینه گشتاور این موتور است، صرفاً با پیش انداختن زمان آغاز پاشش سوخت به 2 درجه قبل از نقطه مرگ بالا، توان به میزان 53/9 درصد افزایش و آلاینده دوده 87/49 درصد کاهش مییابد، که البته همراه با 12/54 درصد افزایش آلاینده NOx است. در انتها، با پیش انداختن پاشش و استفاده همزمان از EGR، کاهش همزمان هر دو آلاینده و افزایش توان به ازای اعمال 20 درصد EGR پیشبینی شده است.
https://www.jfnc.ir/article_46200_1a74bafc72694c44cb3ebfa87cc8e880.pdf
2015-04-21
93
110
موتور دیزلی
احتراق
ارتقاء توان
کاهش آلایندهها
شبیهسازی یکپارچه
حسن
حبیبی
1
AUTHOR
رحیم
خوشبختی سرای
khoshbakhti@sut.ac.ir
2
دانشگاه صنعتی سهند
AUTHOR
علیرضا
گیمه چی
3
AUTHOR
مجتبی
سیابی
4
AUTHOR
ORIGINAL_ARTICLE
کاهش تولید اکسید نیتروژن در محفظه احتراق با استفاده از جتهای پایدارکننده
این مطالعه درنظر دارد به شبیه سازی سه بعدی محفظه احتراق جت-پایدار و بررسی اثر زاویه تزریق جتها بر خصوصیت های احتراق، جریان و همچنین تاثیر آن بر میزان تشکیل اکسید نیتروژن بپردازد. برای حل معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده و جمله های همرفت تمامی معادلات توسط روش توانی گسسته سازی شده است. برای مدلسازی برهمکنش فاز سوخت مایع و هوا نیز دیدگاه اویلر/لاگرانژی اعمال شده و مدل k-ε برای پیش بینی رفتار آشفتگی جریان استفاده شده است. به علت نوسان مشخصه های جریان، روش تابع چگالی احتمال برای تخمین برهمکنش آشفتگی- احتراق استفاده شده و مدل جهت های گسسته برای مدلسازی انتقال حرارت تشعشعی به کار گرفته شده است. نتایج شبیه سازی عددی توزیع دما، سرعت و اجزای واکنشی به دست آمده مطابقت قابل قبولی با داده های تجربی دارد. همچنین، تزریق هوای جت در جهت جریان بالادست منجر به توسعه ناحیه چرخشی و افزایش دمای بیشینه می شود.نتایج نشان می دهد که در تزریق در جهت بالادست، به علت افزایش دما در ناحیه چرخشی مجاور جت، تشکیل اکسید نیتروژن نیز افزایش می یابد. همچنین، با تغییر جهت تزریق از سمت جریان بالادست به پایین دست، توزیع دمای خروجی از محفظه یکنواخت تر شده و تولید اکسید نیتروژن کاهش می یابد.
https://www.jfnc.ir/article_46201_4c26547ab9548b4aae9708f6b7e009e9.pdf
2015-04-21
45
58
محفظه احتراق جت-پایدار
زاویه تزریق جت
اکسید نیتروژن
احسان
عالمی
1
دانشگاه سمنان
AUTHOR
مهران
رجبی زرگرآبادی
rajabi@semnan.ac.ir
2
دانشگاه سمنان
AUTHOR