بررسی عددی اثر باد بر شکل شعله در مشعل بلند پالایشگاه سرخون و قشم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه فناوریهای نوین قوچان

2 دانشگاه مهندسی فناوریهای نوین قوچان

3 پالایشگاه گاز سرخون و قشم

4 دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

باتوجه به ارتفاع زیاد مشعل‌های بلند نیروگاه، سرعت جریان باد نقش مهمی بر شکل شعله و توزیع دمای ناشی از آن در بدنۀ مشعل دارد؛ لذا در این مقاله بااستفاده از شبیه‌سازی سه‌بعدی احتراق آشفته در نوک مشعل، موقعیت شعله و دمای بدنۀ مشعل در سرعت‌های مختلف جریان باد محاسبه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد در سرعت‌های بیشتر از 5 متر بر ثانیه، شعله روی بدنۀ مشعل می‌خوابد که سبب بالا رفتن دمای بدنه می‌گردد. جابه‌جا شدن موقعیت دمای بیشینۀ بدنه با تغییر سرعت باد، می‌تواند سبب ایجاد خستگی و گسیختگی طولی در بدنۀ مشعل ‌گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Numerical Investigation of Wind Effects on the Flame Shape of Sarkhoon and Qeshm’s Refinery Flares

نویسندگان [English]

  • S. Mohammad Javadi 1
  • Morteza Anbarsooz 2
  • Ali Ghobadi 3
  • Mohsen Kahrom 4
1 Quchan University of Advanced Technology
2 Quchan University of Advanced Technology
3 Sarkhun and Qeshm Gas Refinery
4 Ferdowsi University of Mashhad
چکیده [English]

Due to considerable height of the flaring flames, wind speed has siginificant effects on its flame shape and cause consequent damages. In this paper, the effects of wind speed on the flame shape and the temperature distribution of the flare wall are investigated using three-dimensional numerical simulation of turbulent combustion. Results show that at wind speeds higher than 5m/s, the flame lies over the flare wall causing its temperature to increase. Moreover, as the wind speed changes, the position of the maximum temperature point on the flare wall also changes, causing the material to experience fatigue failure..

کلیدواژه‌ها [English]

  • Numerical simulation
  • Flares
  • Wind effects
  • Flame shape

مراجع

1. Johnson, M.R., Zastavniuk, O., Wilson D.J. and Kostiuk, L.W., "Efficiency Measurements of Flares in a Cross Flow", Combustion and Environment Group, Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, (1999).
2. Johnson, M.R., Majeski, A.J., Wilson, D.J. and Kostiuk, L.W. "The combustion efficiency of a propane jet diffusion flame in cross flow", Combustion and Environment Group, Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, (1998).
3. Majeski, A.J., Wilson D.J. and Kostiuk, L.W., "Size and trajectory of a flare in a cross flow", Combustion and Environment Group, Department of Mechanical Engineering, University of Alberta, Canada, (1999).
4. Stone, D.K., Lynch, S.K. and Pandullo, R.F., "Flares", U.S. Environmental Protection Agency Research Triangle Park, NC 27711, (1995).
5. Castieira, D. and Edgar, T.F., "Computational Fluid Dynamics for Simulation of Wind-Tunnel Experiments on Flare Combustion Systems", Department of Chemical Engineering, University of Texas at Austin, Texas 78712-0231, (2008).
6. معصومی، ح. و آب‌روشن، ح.، بررسی عددی اثر تغییر زاویه مشعل‌ها بر پدیده احتراق در دیگ بخار یک نیروگاه منتخب، نشریه علمی-پژوهشی سوخت و احتراق، سال پنجم، شماره اول، بهار و تابستان (1391).
7. Baukal, C.E., Gershtein, V.Y. and Li, X., "Computational Fluid Dynamics in Industrial Combustion", CRC Press LLC: Boca Raton, FL, (2000).
8. Huang, R.F. and Chang, J.M., "The stability and visualized flame and flow structures of a combusting jet in cross flow", Combustion and Flame, No. 98, pp. 267-278, (1994).
9. Huang, R.F. and Wang, S.M., "Characteristic flow modes of wake-stabilized jet flames in a transverse air stream", Combustion and Flame, No. 117, pp. 59-77, (1999).
10. Bourguignon, E., Johnson, M.R. and Kostiuk, L.W., "The use of a closed-loop wind tunnel for measuring the combustion efficiency of flames in a cross flow", Combustion and Flame, No. 119, pp. 319-334, (1999).
11. Castieira, D. and Edgar, T.F., "CFD for Simulation of Steam-Assisted and Air-Assisted Flare", Energy & Fuels, No. 20, pp. 1044-1056, (2006).
12. Marra, F.S. and Continillo, G., "Dynamic Numerical Simulation of an Enclosed Flare", Italian Section of the Combustion Institiute, Universita Degli Studi Di Napoli Federico II, (2009).
13. Langman, A.S. and Nathan, G.J., "Influence of a combustion-driven oscillation on global mixing in the flame from a refinery flare", Experimental Thermal and Fluid Science, No. 35, pp. 199–210, (2011).
14. Launder, B.E., Reece, G.J. and Rodi, W., "Progress in the Development of a Reynolds-Stress Turbulence Closure", J. Fluid Mech., No. 68(3), pp. 537–566, (1975).
15. FLUENT 6.3., User's Guide, Fluent Inc., (2006).
16. Jones, W.P. and Whitelaw, J.H., "Calculation Methods for Reacting Turbulent Flows: A Review", Combustion and Flame, No. 48, pp. 1–26, (1982).
17. Peters, N., "Turbulent Combustion", Cambridge University Press, (2004).
18. Johnson, M.R. and Kostiuk, L.W., "Efficiencies of low-momentum jet diffusion flames in crosswinds", Combustion and Flame, No. 123, pp. 189-200, (2000).
ارسال نظر در مورد این مقاله
CAPTCHA Image

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار