بررسی تولید انتروپی در فرآیند احتراق یک سوخت گازی با در نظرگرفتن اثر انتقال حرارت تشعشعی

در این پایان نامه تولید انتروپی و برگشت ناپذیری در شعله های غیرپیش مخلوط مغشوش با در نظر گرفتن انتقال حرارت تشعشع در محفظه احتراق مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبه تولید انتروپی بر پایه استفاده از اطلاعات میدان جریان و بصورت پس پردازش انجام شده است. شبیه سازی احتراق و تشعشع در شعله به ترتیب با استفاده از روش فلیملت پایای آرام و discrete ordinates و با استفاده از کد تجاری فلوئنت انجام شده است. از سینتیک شیمیائی کامل برای درنظر گرفتن گونه ها و واکنش های میانی و برای اعمال رفتار غیرخاکستری گازهای احتراق از روش جمع وزنی گازهای خاکستری استفاده شده است. محاسبه تولید انتروپی با درنظر گرفتن تولید انتروپی ناشی از تلفات ویسکوز، هدایت حرارتی، دیفیوژن گونه ها، واکنش های شیمیائی و تبادل تشعشع درون گازهای احتراق انجام شده است. نتایج نشان می دهد که حدود نیمی از اگزرژی سوخت بواسطه برگشت ناپذیری عوامل فوق از بین می رود. علاوه بر این نتایج نشان می دهد که هدایت حرارتی عامل اصلی تولید انتروپی و برگشت ناپذیری می باشد و واکنش های شیمیائی، دیفیوژن گونه ها و تبادل تشعشع بین گازهای احتراق به ترتیب اهمیت در جایگاه های بعدی قرار دارند درحالیکه تولید انتروپی ناشی از تلفات ویسکوز بسیار ناچیز و قابل صرفنظر می باشد. بررسی اثر دمای هوای احتراق بر تولید انتروپی نشان داد که با افزایش دمای هوای احتراق تولید انتروپی ناشی از هدایت حرارتی، که عامل غالب تولید انتروپی می باشد، بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد که کاهش تولید انتروپی کل را به همراه دارد. بررسی ترکیب سوخت مصرفی نیز نشان داد که با افزودن هیدروژن به متان تولید انتروپی ناشی از واکنش های شیمیائی بطور چشمگیری کاهش می یابد که کاهش تولید انتروپی کل و افزایش راندمان قانون دوم شعله را به همراه دارد.