13304

13304

مدل سازي اثرات چند ناحيه اي در احتراق جريان متقابل ابر ذرات

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

شهريورماه 1393

شهريورماه 1393

دكتر بيد آبادي

چكيده در احتراق ابرذرات، سوخت بصورت ذره در ابعاد ميكرون بوده و با اكسيدايزر هم فاز نيستند و همچنين يك احتراق همگن رخ مي دهد. با استفاده از هندسه جريان متقابل مي توان تاثير پارامترهايي همچون اثرات نرخ كرنش و كشيدگي جريان را در ساختار شعله¬ي ذرات بررسي نمود و به عنوان تحقيقات پايه در مدل سازي احتراق ذرات به كار برد. در اين تحقيق، يك مدل تحليلي چند ناحيه اي براي مطالعه¬ي ساختار احتراق جريان متقابل كه حاوي ذرات سوخت قابل تبخير مي¬باشد، ارائه شده است. مبناي اين تحقيق ، ديدگاه اويلري است كه سيستم دستگاه مختصات بر روي يك حجم كنترل از سيال گذاشته شده و تغييرات ايجاد شده درجريان سيال به هنگام عبور از اين حجم كنترل مورد بررسي قرار مي گيرد، لكن نميتوان گفت اين تحقيق بر مبناي ديدگاه اويلري محض انجام شده ، بلكه شبيه ديدگاه اويلري ، محيط مورد تحقيق پيوسته بوده و با استفاده از معادلات ناوير استوكس حل ، مدلسازي و تحليل گرديده است در اينجا فرض شده است ذرات سوخت در ابتدا تبخير و در فاز گازي با اكسيدكننده واكنش مي دهند و به منظور ارائه يك مدل تحليلي مناسب، پيشاني شعله (ناحيۀ سوخته نشده) به چهار ناحيه تقسيم مي¬شود: پيش¬گرمايش اول، خشك شدن ذره، پيش گرمايش دوم و ناحيۀ تبخيرمواد فرار. بنابراين با در نظر گرفتن نواحي شعله و پس از شعله، كل نواحي محفظه احتراقي را به شش ناحيه تقسيم بندي نموده كه با توجه به درنظرگرفتن اثرات كامل محيط بر رفتار ذره، مدل سازي تدقيق يافته وجامعي در اين خصوص ارائه شده است. فرايند تبخير در پيشاني شعله منجر به كاهش شعاع ذره مي¬گردد كه اين امر مي¬تواند روي رفتار هيدروديناميكي ذره موثر باشد. نهايتا با استفاده از مدل ارائه شده، احتراق جريان متقابل مخلوط ذرات ارگانيك و هوا مورد بررسي قرار گرفت. با تحليل نتايج حاصل از اين مدل¬سازي مي¬توان به شناخت دقيق¬تري در ارتباط با نحوه تاثيرگذاري مكان شعله و نرخ كرنش بر دماي آن رسيد كه اين مسئله مي¬تواند در طراحي محفظه¬هاي احتراق جريان متقابل و حتي در مورد فاصله مشعل¬ها از ديواره در حالت آدياباتيك نيز مفيد باشد. واژه‌هاي كليدي: ذرات زيست توده، احتراق جريان متقابل،مدل سازي، احتراق چند ناحيه اي، ابر ذرات لايكوپوديوم.