NUMERICAL MODELING OF OXY-COMBUSTION OF LIQUID FUEL IN THE FURNACE OF A WATER-TUBE BOILER
No Thumbnail Available
Date
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Saudi Digital Library
Abstract
تكتسب تكنولوجيا إلتقاط الكربون سمعة كواحدة من الحقول الأكثر تحديا من البحث وذلك بسبب الإهتمام المتزايد بظاهرة الاحتباس الحرارى. توجد هناك تكنولوجيا واعدة جدا لالتقاط ثانى أوكسيد الكربون وهي تكنولوجيا الحرق بالأوكسوجين. تقدم تكنولوجيا الحرق بالأوكسوجين العديد من المزايا على تقنيات الاحتراق التقليدية، مثل تخفيض حجم غاز العادم، وإرتفاع كفاءة الاحتراق، وانخفاض استهلاك الوقود وخفض كبير في انبعاثات أكاسيد النيتروجين. الوقود السائل متاح ويعتبر مصدر الطاقة الأكثر استخداما في العالم. يتميز الوقود السائل عن المصادر الأخرى للطاقة بسهولة التعامل والنقل، وقلة حجم التخزين وإرتفاع درجة حرارة اللهب. في هذه الدراسة، تم تطوير نموذج حسابي (CFD) لإحتراق الوقود السائل وتم تنفيذ عملية المصادقة على النموذج من خلال المقارنة مع البيانات التجريبية المتوفرة. تم كذلك تعديل النموذج الحسابى ليكون صالح للإستخدام فى العملية الحسابية لعملية حرق وقود السائل يحتوى على 5 إلى 6 ذرات كربون بإستخدام الأوكسوجين فى الغلايات البخارية. تم إدراج نموذج للحرق على أساس عدم الخلط بين الأوكسوجين والوقود باستخدام دالة الكثافة الاحتمالية وذلك لمحاكاة عملية إحتراق قطرات الوقود السائل. تم عمل الحسابات الكودية لثلاث حالات مختلفة من حيث نسبة الأوكسوجين فى الغاز المؤكسد: (1) حالة الهواء، ويحتوى الغاز المؤكسد فى تلك الحالة على 21٪ أوكسوجين و 79٪ نيتروجين من حيث الحجم، (2) الحالة OF21 ، ويحتوى الغاز المؤكسد فى تلك الحالة على 21٪ أوكسوجين و 79٪ ثانى أوكسيد كربون من حيث الحجم (3) الحالةOF29 ، ويحتوى الغاز المؤكسد فى تلك الحالة على 29٪ أوكسوجين و 71٪ ثانى أوكسيد كربون من حيث الحجم. تمت دراسة آثار كل من التخفيفات مع ثاني أكسيد الكربون، وحجم القطرات، وتراكم الهباب على انتقال الحرارة وكذلك تم دراسة تأثير الدوامات على خصائص الاحتراق. وقد وجد أن الزيادة في نسبة ثاني أكسيد الكربون في بيئة الإحتراق يقلل من حجم اللهب والحرارة. حدث إنخفاض فى كمية الحرارة المنتقلة عبر الجدران عند الحرق فى بيئة من ثاني أكسيد الكربون بسبب وجود عشوائية فى توزيع الحرارة وضعف عملية نقل الحرارة بالحمل. بالرغم من ذلك، انخفضت فرص تشكل الهباب إلى حد كبير في حالة الحرق فى بيئة من ثاني أكسيد الكربون بالمقارنة مع حالة الحرق فى بيئة من الهواء الجوى. لم يكن حجم القطرات ذا أهمية كبيرة فى الحالة تحت الدراسة، ومع ذلك، فإنه قد وجد تأثير كبير لدوامات الغاز المؤكسد على خلط واحتراق الوقود السائل.