مدل سازی ریاضی ساختار شعله لبه ای در حضور نانوذرات فلزی

به طور کلی در شعله های نفوذی یا غیر پیش آمیخته، شکل صفحه شعله به صورت انحنا دار و لبه ای می باشد. این نوع شعله ها به دلیل قابلیت بالای کنترل پذیری در حین فرآیند واکنش بسیار نسبت به شعله های پیش آمیخته مورد پذیرش محققان حوزه احتراق می باشند. در احتراق های غیر پیش آمیخته در ابتدا سوخت و اکسیدایزر به صورت غیر پیش آمیخته در جریان هستند و سپس از یک محلی به بعد سوخت و اکسیدایزر امکان پیش آمیخته شدن را پیدا می کنند و با توجه به تفاوت گرادیان کسر جرمی موضعی عمود بر شعله، رفتار شعله به صورت لبه ای می شود. با توجه به حداکثر بودن سرعت شعله در شرایط استوکیومتری لذا پیشانی شعله نسبت به بقیه قسمت های شعله سریع تر حرکت کرده و سبب انحنا در پیشانی شعله می گردد. به واسطه گرادیان کسر جرمی شرکت کننده ها در مقابل پیشانی شعله، در مقابل جریان سوخت یک شاخه شعله پیش آمیخته غنی و در مقابل جریان اکسید کننده یک شاخه شعله پیش آمیخته رقیق تشکیل می شود. در پشت دو شاخه شعله پیش آمیخته غنی و رقیق میدان جریان شامل اکسید کننده در پایین و سوخت در بالا شده و سبب تشکیل یک دم شعله نفوذی استوکیومتریک در پشت دو شاخه غنی و رقیق می گردد. در این پژوهش ساختار شعله لبه ای برای سوخت گازی متان در شرایطی که نانوذرات آلومینیوم به آن اضافه می شوند مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکیاز آن است که با افزایش عدد لوییس سوخت گازی، دمای شعله کاهش پیدا می کند.

Keywords:

شعله لبه ای , مدل سازی ریاضی , نانو , سوخت جامد , ابرذرات