22518

مدلسازي احتراق لبه اي چند مرحله اي ابر ذرات دوگانه

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

97-99

1399/8/6

دكتر مهدي بيدآبادي

مكانيك

چكيده : دانش احتراق و شناخت ذرات سوختي از گذشته تا كنون به دليل نيازهاي روز افزون بشر جهت تامين انرژي همواره مورد توجه محققين و پژوهشگران بوده است. در اين پژوهش در مقدمه به معرفي احتراق ذرات ارگانيك و فلزي و پارامترهاي اساسي در بررسي احتراق ابر ذرات پرداخته شده است. سپس با مرور منابع پژوهش هاي گذشته، نتايج تحقيقات پژوهشگران و محققان مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفت و خلا هاي تحقيقاتي در زمينه سوخت فلزي منيزيم، سوخت ارگانيك لايكوپديوم و مكانيزم احتراق در شعله لبه¬اي و احتراق از ديدگاه منابع حرارتي گسسته مشخص گرديد. در ابتداي روند كار، تك ذره منيزيم مدلسازي گرديده و نتايج و روابط حاصل از مدلسازي به عنوان مبناي كار اين پژوهش در فصول ديگر مورد استفاده قرار گرفته است. سوخت جامد ديگر يعني ذره لايكوپديوم به عنوان يك سوخت با احتراق سريعتر به جهت كمينه انرژي مورد نياز پايين تر براي احتراق به همراه منيزيم جهت پيش¬گرمايش اين ذره قرار داده شده است و در ادامه احتراق به صورت پيش¬آميخته ابر ذرات دوگانه منيزيم و لايكوپديوم مدلسازي شده است و نتايج حاصل از اين مدلسازي با منابع آزمايشگاهي و مدلسازي هاي تحليلي در گذشته، مقايسه گرديده است. سپس در ادامه براي اولين بار احتراق لبه¬اي ابر ذرات دوگانه مدلسازي گرديده كه در اين بخش سوخت متان به جهت احتراق مشترك با ذره لايكوپديوم انتخاب شده است. علت اين انتخاب، صحت سنجي مدلسازي حاضر با نتايج شعله لبه¬اي توسط منابع ديگر بود؛ به اين جهت كه تاكنون شعله لبه¬اي ناشي از احتراق دوگانه دو سوخت جامد توسط پژوهشگران مورد مطالعه قرار نگرفته است. مدلسازي احتراق گسسته غيرآدياباتيك نيز براي اولين بار براي سوخت دوگانه در اين پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته است. براي مدلسازي هاي صورت گرفته، نمودار هاي مربوط به توزيع دما، تغييرات كسر جرمي، سرعت سوزش و غيره در اين پژوهش به طور كامل بررسي و بحث شده اند. واژه هاي كليدي: شعله لبه¬اي، احتراق ابر ذرات دوگانه، سوخت ارگانيك لايكوپديوم، سوخت فلزي منيزيم، احتراق گسسته

1399/08/28

Modeling of dual particles cloud multi-region edge combustion

10/27/2020 12:00:00 AM

Abstract: The knowledge of combustion and knowledge of fuel particles from the past to the present due to the increasing human needs for energy supply has always been of interest to researchers and scholars. In this study firstly, single particle combustion of metal fuel has been investigated analytically and respective impacts of various vital parameters such as fuel lewis number etc has been observed. To obtain the better understanding of particle cloud combustion mechanism, assessment of single particle combustion is entirely necessary. Afterward, mathematical modeling of blended particles cloud and gaseous fuel in geometry of edge flame assuming spatially discreted heat sources has been conducted for the first time and some crucial results were plotted. In addition to spatially discreted model, continuous heat sources have been explored for blended particles cloud and gaseous fuel in edge flame geometry. Temperature profile, flame propagation velocity profile etc were plotted. Also, edge combustion of blended fuels has been investigated transiently to observe the influence of thermodiffusivity instability on temperature profile, flame propagation velocity etc. In the end, the premixed co-combustion of Lycopodium and Magnesium has been investigated analytically. Mass fraction profiles, temperature profiles etc has been illustrated. Keywords: Edge flame, Discrete, Co-combustion, Lycopodium organic fuel, Metal fuel