30022

احتراق گسسته ابر ذرات سه گانه

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك-تبديل انرژي

1399

1402/06/22

دكتر مهدي بيدآبادي

مكانيك

در دهه‌هاي اخير، با پيشرفت‌هاي چشمگير در زمينه علم و تكنولوژي، تبديل انرژي از سوخت‌هاي فسيلي (نظير زغال‌سنگ و گاز طبيعي) به يكي از مهمترين عوامل موثر بر توسعه اقتصادي و اجتماعي جوامع تبديل شده‌اند. از اين رو در اين پايان‌نامه تلاش شده است كه به بررسي مدل‌سازي احتراق ابر ذرات گسسته سه سوخت زغال‌سنگ، آلومينيم و لايكوپوديوم با درصدهاي مولي متفاوت به عنوان سوخت سه‌گانه در جهت بهبود كارايي‌هاي سوخت پرداخته شود. سوخت سه‌گانه به معني استفاده همزمان از سه نوع منبع اصلي انرژي براي توليد انرژي و بهره‌وري بيشتر است و در اينجا از تركيب 70% لايكوپوديم، 20%زغال‌سنگ و 10% آلومينيوم جهت بازدهي بيشتر استفاده شده است. در آغازين روند مطالعه، به تجزيه و تحليل تاريخچه پيشينه اين سه نوع ذره و فرآيند احتراق آنها پرداخته خواهد شد، در اين مرحله، مكانيزم‌هاي احتراقي اين سه سوخت به دقت بررسي مي‌شود. ادامه پژوهش به ارائه و بررسي سه نوع مدل‌سازي كه شامل مدل‌سازي حدي، نيمه‌حدي و گسسته است، پرداخته خواهد شد. اين مدل‌هاي نوين، تفسير بهتري از رفتارهاي سوخت‌ها ارائه مي‌دهند و نقاط ضعف مدل‌هاي پيشين را بهبود مي‌بخشند. در اين مرحله، تأثير عواملي مانند قطر ذرات، سرعت احتراق، غلظت ابرذرات و نيز انرژي موردنياز بر فرآيند احتراق به‌طور جامع مورد مطالعه و تجزيه و تحليل قرار مي‌گيرد و در فصل پاياني به بررسي رفتار ديناميكي حركت ذره تحت تاثير نيروي ترموفورتيك و... پرداخته مي‌شود. در انتها نتيجه‌گيري مي‌شود كه به وسيله تركيب چند نوع سوخت با يكديگر، مي‌توان سرعت سوزش و مدت‌زمان احتراق را بهبود داد؛ علاوه بر اين، اين تركيب سوخت‌هاي چندگانه مي‌تواند دماي شعله در طول فرآيند احتراق را كاهش داده و بهينه‌ترين نتيجه را تحت شرايط مختلف ارائه دهد بطوريكه در صورتي كه درصد مشاركت آلومينيوم در سوخت سه گانه از 33 درصد به 10 درصد كاهش مي‌يابد دماي حاصل از احتراق 8 درصد كاهش مي‌يابد، در بحث احتراق گسسته نيز دريافت شد حد خاموشي شعله تابعي از قطر ذرات است و در قطر‌هاي بزرگتر، محدوده اشتعال در غلظت‌هاي بالاتري از ابر ذرات اتفاق مي‌افتد.

1402/08/11

Discrete combustion of triple dust cloud

9/12/2024 12:00:00 AM

In recent decades, with remarkable advancements in the field of science and technology, the conversion of energy from fossil fuels (such as coal and natural gas) has become one of the most influential factors in the economic and social development of societies. Therefore, in this thesis, an attempt has been made to investigate the combustion modeling of discrete particle clouds of three fuels: coal, aluminum, and lycopodium, with different molar percentages, aiming to improve fuel efficiency. "Tripartite fuel" means the simultaneous use of three primary sources of energy for enhanced energy production and efficiency. Here, a combination of 70% Lycopodium, 20% coal, and 10% aluminum has been used to achieve higher yield. At the beginning of the study process, the historical background and combustion processes of these three types of particles will be analyzed. In this stage, the combustion mechanisms of these three fuels will be examined in detail. The research continues with the presentation and examination of three types of modeling: limiting modeling, semi-limiting modeling, and discrete modeling. These novel models provide a better interpretation of fuel behaviors and enhance the weaknesses of previous models. At this stage, the comprehensive study and analysis of factors such as particle diameter, combustion speed, cloud particle concentration, and required energy for the combustion process will be conducted. In the final chapter, the dynamic behavior of particle movement under the influence of thermophoretic force and other factors will be discussed. In conclusion, it is determined that by combining different types of fuels, combustion speed and duration can be improved. Additionally, this fuel combination can reduce flame temperature throughout the combustion process and provide optimal results under various conditions. For instance, reducing the aluminum contribution percentage from 33% to 10% in the ternary fuel leads to an 8% decrease in combustion temperature. In the realm of discrete combustion, it has been observed that the flame extinction limit is a function of particle diameter, and in larger diameters, the ignition range occurs at higher concentrations of cloud particles.

احتراق گسسته , ، سوخت چند‌گانه , زغال‌سنگ , لايكوپوديوم , آلومينيوم

Discrete Combustion , Multi-Fuel , Coal , Lycopodium , Aluminum

Ali Rouhafza

Mehdi Bidabadi