12128

12128

احتراق جريان متقابل ذرات ارگانيك

كارشناسي ارشد

مكانيك -گرايش تبديل انرژي

آبان 1392

آبان 1392

دكتر مهدي بيد‌آبادي

چكيده تامين ايمني محيط كار و حفاظت از سرمايه‌ها در صنايعي كه در آن‌ها امكان رخ دادن انفجار و احتراق ناخواسته‌ي ذرات وجود دارد و نيز كاربردي كه احتراق ذرات در سيستم‌هاي پيشرانش، نظير ذرات آلومينيوم كه به عنوان پايدار كننده در موتورهاي موشك استفاده مي‌شوند، و توليد انرژي دارند، نظير محفظه‌هاي احتراقي كه سوخت آن‌ها زغال سنگ مي‌باشد، پژوهشگران را به مطالعه‌ي احتراق ذرات سوق داده است. پيكره‌بندي جريان متقابل ساده و‌ كنترل شده‌ است و مي‌توان آن را با دقتي بالا مدل سازي نمود. بنابراين، مي‌تواند به صورت موازي جهت مدل‌سازي و آزمايش‌هاي تجربي استفاده شود. در اين پايان نامه، با توجه به اهميت موضوع مذكور، دو مدل ارائه مي‌گردد كه در بر گيرنده‌ي احتراق جريان متقابل مخلوط ذرات ارگانيك با توزيع يكنواخت و هوا مي‌باشد. فرض شده است ذرات سوخت ابتدا تبخير مي‌شوند تا يك سوخت گازي با ساختار شيميايي معين را توليد كنند كه اين سوخت گازي وارد فرايند احتراق مي‌شود. در مدل اول كه اختلاف دماي ذره و گاز در آن لحاظ شده، ساختار شعله به سه ناحيه تقسيم مي‌شود. معادلات بقاي حاكم بر اين نواحي نوشته شده و با اعمال شرايط مرزي مربوطه و در حالت حدي عدد زلدويچ بزرگ، حل شده‌اند. در نهايت پروفيل‌هاي دما و كسر جرمي رسم شده‌اند و تاثير پارامترهاي نسبت تعادل، نرخ كرنش، دماي ورودي، عدد لوييس و شعاع ذره بررسي شده است. در مدل دوم، به منظور تمركز بر پديده‌ي تبخير، نواحي پيش گرم و تبخير جدا شده و مدلي چهار ناحيه‌اي در نظر گرفته شده است. در اين مدل به بررسي نقش عدد دامكولر تبخير، عدد لوييس و دماي بي بعد تبخير پرداخته شده است. مقايسه‌ي نتايج به دست آمده براي سرعت سوزش با نتايج ديگر پژوهشگران مطابقت قابل قبولي را نشان مي‌دهد. واژه‌هاي كليدي: احتراق ذرات ارگانيك، اختلاف دما، سرعت سوزش، شعله‌ي جريان متقابل، عدد دامكولر، عدد لوييس