19965

۱۹۹۶۵

مدل سازي نوساني چندناحيه اي احتراق ابر ذرات

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۹۵-۹۷

۱۳۹۷/۷/۲۵

دكتر مهدي بيدآبادي

مكانيك

دانش احتراق به واسطه كاربردهاي گسترده همچون گرمايش، پيشرانش، حمل و نقل، توليد توان و ايمني داراي اهميت فراوان و روزافزون است. احتراق ذرات نيز به واسطه اهميتي كه در مسائل مختلف مانند موارد مذكور دارد، مورد بررسي قرار گرفته است؛ ذرات به طور كلي در دو دسته ارگانيك و غير ارگانيك قرار مي-گيرند كه داراي مدل¬هاي احتراقي و رفتار متفاوت هستند. مفهوم احتراق ذرات به شكل كنوني از زماني كه علت انفجارهاي سيلو¬ها و معادن مورد توجه قرار گرفت، شكل گرفت و پيوسته توسعه داده¬شد. ذرات ارگانيك درون سيلو (و همچنين ذرات معلق در محيط معادن مانند معدن زغال¬سنگ) به شدت مستعد اشتعال هستند و با تجه به حجم وسيع و غلظت بالاي ذرات درون سيلو، اشتعال آن¬ها انفجاري بزرگ در پي خواهد داشت. چنانچه مطالعه¬اي دقيق روي اين موضوع صورت گيرد و شناخت دقيقي از رفتار احتراقي ذرات به دست آيد، مي¬توان از وقوع فجايع اين¬چنيني جلوگيري كرد. رفتار ناپايا فرآيند احتراق، از ديگر دشواري¬هاي مطالعه اين فرآيند مي¬باشد كه بايد بررسي شود. از بين ناپايداري¬هاي مختلفي كه شعله ممكن است به آن¬ها دچار شود، ناپايداري نوساني وسيع¬ترين طيف را دارد(كه خود از نوع ناپايداري نفوذي-حرارتي است). عوامل مختلف ممكن است باعث اين ناپايداري شود، مانند اتلاف حرارتي، تغيير در ميزان اكساينده و سوخت، تغيير در سرعت و...(كه همه اين موارد زيرشاخه¬اي از عامل مهم عدم توازن بين نفوذ جرم و حرارت مي¬باشند.) رفتار نوساني در اشتعال، و همچنين در خاموشي شعله قطعا وجود خواهد داشت، ولي نوسان در حين انتشار شعله مي¬تواند خطرات احتمالي را تشديد كند. بررسي احتراق ذرات در نواحي مختف، اين امكان را فراهم مي¬آورد كه رفتار سيستم قبل، حين و بعد از واكنش مشاهده شود و تغييرات كميت¬¬هاي مهم بهتر مشاهده شود. واژه‌هاي كليدي: احتراق ذرات، ارگانيك، غير ارگانيك، ناپايا، نوسان، اشتعال

1397/11/01

Modeling of Multi-Zone and Pulsating Combustion of Dust Cloud

1/21/2019 12:00:00 AM

Because of the importance of biomass usage as a potential source of energy, this study attempts to develop a promising theoretical model for multi-zone counter-flow non-adiabatic non-premixed flame propagating. In this study, convective and radiative heat losses, thermophoresis force, flame parameters and etc are mathematically analyzed. Drying and vaporization processes for organic fuel and melting and vaporization zones for non-organic are taken into account. For organic fuel, the flame structure consists of preheat, drying, vaporization, reaction and post-flame zones and also for non-organic fuel, the flame structure consists of preheat, reaction, melting, vaporization, and post-flame zones . To obtain the mass fraction of the biofuel in solid and gaseous phases and temperature field, dimensionalized and non-dimensionalized forms of mass and energy conservation equations are derived. For solving the governing equations, appropriate boundary and jump conditions are presented using Matlab and Mathematica and Maple softwares. For validation purpose, flame position obtain from the current analysis is compared with a previous study. Based on the comparisons, current results are consistent with the previous results under the same conditions. Finally, variations of, flame temperature, solid and gaseous fuel mass fractions and particle size with position (distance from stagnation plane), thermophoresis force, flame position, mass fraction of combustion products in melting and vaporizaton processes in presence or absence of heat loss are comprehensively discussed.