مطالعه مدل منابع حرارتی گسسته و پیوسته در احتراق ذرات

در یک سیستم با منابع حرارتی توزیع شده در یک محیط با هدایت پذیری گرمایی، دو رژیم حدی انتشار شعله وجود دارد. زمانی که ضخامت شعله بسیار بزرگتر از فاصله بین ذرات است، سیستم به یک محیط همگن تقریب زده شده و شعله میتواند به صورت یک محیط پیوسته مدل شود. در حالت دیگر، زمانی که شعله به سبب واکنش سریع ذرات، بسیار نازک است، شعله دیگر نمیتواند به صورت یک محیط پیوسته رفتار کند؛ زیرا اثرات گسسته غالب میشود. اثرات گسستگی توسط وابستگی شدید به توزیع فضایی منابع حرارتی (ذرات سوزان) مشخصه سازی میشود. در این پژوهش سعی شده است با مدل سازی احتراق ابر ذراتی که در آن مکانیزم نفوذی غالب است، رویکرد پیوسته و گسسته را با هم مقایسه کرده و در مورد دقت پیشبینی هر دو مدل بحث شود. مطابق نتایج بدست آمده در این مطالعه مشخص است که زمانی که نرخ سوزش ذره سریع است یا فاصله بین ذرات زیاد است، فرآیند انتقال حرارت به نرخ احتراق ذره بستگی ندارد. بنابراین، برای زمان احتراقی کوچک، سرعت شعله به سینتیک احتراق ذره حساس نبوده بلکه به تغییرات پارامترهای هندسی ذرات معلق وابسته خواهد بود. همچنین، در مدل سیستم احتراقی با منابع حرارتی پیوسته، سرعت انتشار شعله به فاصله بین ذرات بستگی ندارد. این امر بیانگر این حقیقت است که در مدل پیوسته، انتشار جبه ه نفوذی توسط نرخ واکنش منابع حرارتی کنترل میشود. برخلاف تقریب پیوسته، سرعت شعله تعریف شده توسط مدل با منابع حرارتی گسسته، به طور صریح به ساختار محیط اطراف وابسته است.

Keywords:

منابع حرارتی , گسسته , پیوسته , احتراق ذرات