ارائه‌کننده: رئوف داستانیان
استاد راهنما: دکتر کیومرث مظاهری
استاد مشاور: دکتر امیر مردانی
استاد ناظر داخلی اول: دکتر مهدی معرفت
استاد ناظر داخلی دوم: دکتر محمد مهدی هیهات
استاد ناظر خارجی اول: دکتر احسان هوشفر
استاد ناظر خارجی دوم: دکتر رضا ابراهیمی
تاریخ: ۱۴۰۴/۰۷/۲۸ 
ساعت: ۱۵:۳۰
مکان: دانشکده فنی و مهندسی، بلوک شماره سه،کلاس 154

چکیده:
اهدف از این مطالعه، بررسی تاثیر هندسه کوره و دمای دیواره آن بر عملکرد احتراق بدون شعله در کوره مقیاس آزمایشگاهی که سوخت آن شامل مخلوطی از گازهای متان، اتان و هیدروژن به صورت پیش مخلوط با هوا در نسبت هم ارزی 0.87 و توان حرارتی 19 کیلو وات  به درون کوره تزریق می شود می باشد. در این مطالعه در دو بخش، هندسه کوره مورد ارزیابی قرار گرفته است. بخش اول تغییرات قطر و ارتفاع کوره استوانه با ثابت ماندن حجم کوره مورد بررسی قرار گرفته است و شکل هندسی تمامی هندسه های مورد مطالعه استوانه ای می باشد و در بخش دوم هندسه هایی همگرا و واگرا در قطرهای متوسط گوناگون و زوایای مختلف همگرایی و واگرایی در حجم برابر با کوره مرجع مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت شبیه‌سازی کوره‌ی مورد نظر از نرم‌افزار انسیس فلوئنت استفاده شد.
از مدل آشفتگی کی_ اپسیلن استاندارد تصحیح شده برای مدل‌سازی آشفتگی ، مدل مفهوم اتلاف گردابه با ضرایب پیش فرض، جهت مدل‌سازی احتراق با سینتیک شیمیایی جزئی GRI_3.0 و مدل تشعشعی DO جهت مدل کردن انتقال حرارت تشعشعی استفاده شده است. تمام هندسه های مورد مطالعه برای دماهای دیواره 1200، 1300، 1400 و 1500 کلوین مورد ارزیابی قرار گرفته است. در بخش هندسه های استوانه 7 هندسه با ارتفاعهای 800 تا 1800 میلیمتر مورد مطالعه قرار گرفت و با افزایش ارتفاع کوره ها، قطر کاهش پیدا کرد تا حجم آنها ثابت بماند. در این بخش با کاهش نسبت ارتفاع به قطر (نسبت لاغری) در تمامی دماهای دیواره ضریب بازچرخش داخلی و متوسط ضریب بازچرخش داخلی افزایش یافت و همچنین کاهش ضریب لاغری و افزایش دمای دیواره، منجر به بهبود پایداری و افزایش سهم انتقال حرارت تشعشعی از انتقال حرارت کل گردید. . کاهش ضریب لاغری و کاهش دمای دیواره منجر به افزایش درصد حجم ناحیه واکنش تا بالای 74 درصد  گردید و نتایج نشان می داد حجم ناحیه واکنش در دماهای بالای دیواره مستقل از هندسه می باشد. کاهش ضریب لاغری در تمامی دماهای دیواره منجر به افزایش همگنی دما گردید و در هندسه های با ضریب لاغری بیشتر، بیشترین انتشار آلاینده CO در دمای 1500 کلوین دیواره بود و در هندسه های با ضریب لاغری کمتر بیشترین انتشار آلاینده در دماهای پایین دیواره رخ می داد.
در بررسی انجام شده بر تاثیر زاویه همگرایی یا واگرایی 11 هندسه مختلف با زوایای گوناگون در سه نسبت  گوناگون با مقادیر 2.598، 4.000 و 5.046 مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج نشان می داد در هندسه های با قطر هیدرولیکی متوسط بالا، هندسه واگرا نسبت به هندسه های همگرا ضریب بازچرخش متوسط بیشتر ، درصد حجم ناحیه پایدار بیشتر، سهم انتقال حرارت تشعشعی آنها بیشتر است و در دمای دیواره 1200 کلوین نیز حجم ناحیه واکنشی بیشتر و همگنی دمایی بالاتری دارند. در خصوص هندسه های با قطر متوسط هیدرولیکی پایین ، یعنی  و مشاهده گردید هندسه های همگرا نسبت به هندسه های واگرا دارای ضریب بازچرخش متوسط بیشتر ، درصد حجم ناحیه پایدار بیشتر، سهم انتقال حرارت تشعشعی آنها بیشتر است و در همه دماهای دیواره نیز حجم ناحیه واکنشی بیشتر و همگنی دمایی بالاتری دارند.