23381

مدلسازي احتراق لبه‌اي ابر ذرات دوگانه متخلخل

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك

1397

1399/12/25

مهدي بيدآبادي

مهندسي مكانيك

با توجه به اهميت احتراق در تأمين انرژي و همچنين مبحث ايمني در معادن و سيلوهاي ذخيره مواد، بررسي احتراق سوخت‌هاي جامد بسيار پر اهميت مي‌باشد. با كشف زغال‌سنگ استفاده و تحقيق در رابطه با سوخت‌هاي جامد گسترش يافت، تا به امروز كه ذرات جامد نقش مهمي در موضوعات محققين ايفا مي‌كند. از جمله اقداماتي كه براي افزايش اشتعال پذيري ذرات جامد انجام مي‌دهند، مي‌توان به كاهش اندازه ذرات جامد اشاره نمود. در اين پژوهش با توجه ضرورت شناخت فرآيند احتراقي منيزيم و زغال سنگ براي مدلسازي دوگانه ابر ذرات، در ابتدا مدل جامع براي احتراق تك ذره منيزيم و ابر ذرات زغال سنگ ارائه شده است. در ادامه احتراق پيش آميخته ابرذرات منيزيم و زغال سنگ به صورت حدي مورد تحليل و بررسي واقع شده و تاثير مكانيزم احتراقي هر يك از سوخت‌ها بر ديگري مورد بررسي قرار گرفته است. سپس در ادامه احتراق لبه¬اي ابر ذرات دوگانه متخلخل مدلسازي گرديده كه در اين بخش از سوخت متان به عنوان سوخت دوم به جهت امكان صحت سنجي با پژوهش هاي قبلي استفاده شده است. با توجه به نقش پر اهميت تخلخل در فرآيند احتراقي ذرات جامد، در اين تحقيق تاثير تخلخل در فرآيند احتراقي تحليل گرديده است. در اين پايانامه براي نخستين بار يك مدل تحليلي جامع براي تك ذره منيزيم ارائه شده و احتراق لبه¬اي سوخت دوگانه كه يكي از سوخت¬هاي آن در فاز جامد مي¬باشد بررسي شده است. با توجه به پژوهش انجام شده مشاهده گرديد كه با افزايش قطر ذره منيزيم از 80 به 90 ميكرومتر زمان سوزش حدود 4.9 ميلي‌ ثانيه افزايش مي‌يابد و همچنين با افزايش 8 درصدي تخلخل ذرات زغال‌سنگ، دماي احتراق حدود 200 كلوين كاهش مي‌يابد.

1400/01/22

Modeling of porous dual particles cloud edge combustion

3/15/2021 12:00:00 AM

Considering the importance of combustion in energy supply as well as the issue of safety in mines and material storage silos, the study of solid fuel combustion is very important. With the discovery of coal, the use and research of solid fuels expanded to the present day, where solid particles play an important role in the subjects of researchers. One of the measures taken to increase the flammability of solid particles is to reduce the size of solid particles. In this research, considering the necessity of recognizing the combustion process of magnesium and coal for dual modeling of superparticles, first, a comprehensive model for the combustion of single magnesium particles and coal cloud particles is presented. In the following, the pre-combustion of magnesium and coal superparticles has been partially analyzed and the effect of the combustion mechanism of each fuel on the other has been investigated. Then, following the edges combustion of the porous dual cloud particle, methane was modeled, in which methane fuel was used as a second fuel for the possibility of validation with previous studies. Due to the important role of porosity in the combustion process of solid particles, in this study the effect of porosity in the combustion process has been analyzed. In this dissertation, for the first time, a comprehensive analytical model for magnesium single particle is presented and the edges combustion of dual fuel, one of which is in the solid phase, is investigated. According to the research, it was observed that with increasing the diameter of magnesium particle from 80 to 90 micrometers, the burning time increases by about 4.9 milliseconds and also by increasing the porosity of coal particles by 8%, the combustion temperature decreases by about 200 Kelvin.

، احتراق تك ذره , زغال سنگ , منيزيم , تخلخل , احتراق لبه‌اي

, single particle combustion , , coal , magnesium , , prosity , Edge flame