Numerical simulation of methane turbulent premixed combustion with hydrogen addition

Abstract

This dissertation investigates the effects of hydrogen addition on methane/air flames through a numerical simulation using ANSYS Fluent. The study involves a comprehensive review of combustion processes, mathematical modeling of combustion phenomena, and a numerical simulation of the combustion process. The simulation results showed that the addition of hydrogen to methane/air flames leads to significant changes in the combustion process, including an increase in flame temperature, flame speed, and heat release rate. The findings of this study contribute to the understanding of the combustion process and have important implications for the design and optimization of combustion systems. Future work involves experimental validation and further investigations of the effects of hydrogen addition on other fuel-oxidant mixtures.

Résumé Cette mémoire étudie les effets de l'ajout d'hydrogène sur les flammes méthane/air à travers une simulation numérique utilisant ANSYS Fluent. L'étude comprend un examen complet des processus de combustion, une modélisation mathématique des phénomènes de combustion et une simulation numérique du processus de combustion. Les résultats de la simulation ont montré que l'ajout d'hydrogène aux flammes méthane/air entraîne des changements significatifs dans le processus de combustion, notamment une augmentation de la température de la flamme, de la vitesse de la flamme et du taux de dégagement de chaleur. Les résultats de cette étude contribuent à la compréhension du processus de combustion et ont des implications importantes pour la conception et l'optimisation des systèmes de combustion. Les travaux futurs impliquent une validation expérimentale et des investigations supplémentaires sur les effets de l'ajout d'hydrogène sur d'autres mélanges combustible-oxydant. ملخص تبحث هذه المذكرة في آثار إضافة الهيدروجين على لهب الميثان / الهواء من خلال محاكاة عددية باستخدام ANSYS Fluent تتضمن الدراسة مراجعة شاملة لعمليات الاحتراق والنمذجة الرياضية لظواهر الاحتراق، ومحاكاة عددية لعملية الاحتراق. أظهرت نتائج المحاكاة أن إضافة الهيدروجين إلى لهب الميثان / الهواء يؤدي إلى تغييرات كبيرة في عملية الاحتراق، بما في ذلك زيادة درجة حرارة اللهب و سرعة اللهب، ومعدل إطلاق الحرارة تساهم نتائج هذه الدراسة في فهم عملية الاحتراق ولها آثار مهمة على تصميم أنظمة الاحتراق وتحسينها. يتضمن العمل المستقبلي التحقق التجريبي والمزيد من التحقيقات لآثار إضافة الهيدروجين على مخاليط الوقود المؤكسدة الأخرى.