12949

12949

مدل‌سازي تلفات حرارتي در احتراق جريان متقابل نانو ذرات

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

اسفندماه 1392

اسفندماه 1392

دكتر بيد آبادي

چكيده اتلاف حرارت از محفظه احتراق در بسياري از موارد از جمله تجهيزات احتراقي نقش مهمي در سرعت سوزش، خاموشي شعله و محدوديت‌هاي اشتعال پذيري شعله را ايفا مي‌كند. در اين مطالعه به بررسي مطالعات تحليلي و عددي گذشته اثر اتلاف حرارت در احتراق نانو ذرات و ابر ذرات گازي شكل در هندسه معمولي و جريان متقابل مي‌پردازيم و سپس رفتار شعله غيرآدياباتيك (همراه با اتلاف حرارت) در احتراق جريان متقابل نانو ذرات ارگانيك را مورد مطالعه قرار مي‌دهيم و در نهايت اثر موارد مختلف ازجمله قطر ذرات و اعداد بدون بعد و ... را بررسي مي‌كنيم و در نهايت به تعيين يك مدل تحليلي براي تحليل اثر اتلاف حرارت هدايتي و تشعشعي در نواحي مختلف شعله مي‌پردازيم. در فصل اول به بيان مقدمه‌اي در مورد ذرات ارگانيك و خواص فيزيكي و شيميايي آن‌هامي‌پردازيم. همچنين خواص فيزيكي و شيميايي گياه لايكوپوديوم به عنوان يك سوخت ارگانيك جامد را بررسي مي‌كنيم و ويژگي‌هاي احتراقي آن‌ها را مورد مطالعه قرار مي‌دهيم. در فصل دوم به بررسي مطالعات گذشته در زمينه احتراق ذرات ارگانيك و نيز مطالعات تلفات حرارتي در ابر ذرات مي‌پردازيم. در فصل سوم به بيان معادلات اساسي حاكم بر احتراق نانو ذرات غيرآدياباتيك با فرض وجود تلفات حرارتي هدايتي پرداخته و معادلات بي بعد آن‌ها را بيان كرده و سپس به حل معادلات بي بعد در نواحي چهارگانه شعله مي‌پردازيم و مدلي تحليلي براي بيان دما، كسر جرمي ذرات جامد و گازي شكل در هر كدام از اين نواحي تعيين مي‌كنيم. در فصل چهارم به بيان معادلات اساسي حاكم بر احتراق نانو ذرات غيرآدياباتيك با فرض وجود تلفات حرارتي تشعشعي پرداخته و معادلات بي بعد آن‌ها را بيان كرده و سپس به حل معادلات بي بعد در نواحي چهارگانه شعله مي‌پردازيم و مدلي تحليلي براي بيان دما، كسر جرمي ذرات جامد و گازي شكل در هر كدام از اين نواحي تعيين مي‌كنيم. در فصل پنجم به بيان نتايج حاصل از حل پاياي معادلات بقاء در نواحي چهارگانه شعله در دو حالت تلفات حرارتي هدايتي و تلفات حرارتي تشعشعي مي‌پردازيم و نمودارهاي مربوطه را با تغيير در پارامترهاي بي بعد از جمله اعداد لوئيس و دامكوهلر ترسيم و به تحليل هر كداممي‌پردازيم. در نهايت به بيان پيشنهاد‌هايي براي مطالعات آينده و توسعه مدل رياضي به دست آمده مي‌پردازيم. واژه‌هاي كليدي:تلفات حرارتي، حل تحليلي، نانو ذرات، تلفات هدايتي، تلفات تشعشعي.