تحلیل عددی فرآیند گذر از احتراق به انفجار از دیدگاه تولید آنتروپی

کار حاضر بررسی فرآیند گذر از احتراق به انفجار 1 در مخلوط هیدروژن- هوا از دیدگاه تولید آنتروپی برای نسبت های هم ارزی مختلف میباشد. مدل انتخابی برای شبیه سازی یک لوله ساده باتقارن محوری در نظر گرفته شده است. معادلات برای مخلوط چند گونهای نوشته شده و برای شبیه سازی آشفتگی از مدل k - e استفاده شده است. حل معادلات به صورت چند مرحله ای انجام گرفته و برای جمله های جابجایی از روش تعمیم یافته نیمه کردن اختلاف شاره ها [ 1] و برای جمله های محلی از روش حل ضمنی و برای جملات نفوذ از روش صریح استفاده شده است. برای مدل کردنمخلوط واکنشی مورد نظر از مدل چند مرحله آرنیوس استفاده شده و مکانیزم مورد استفاده، شامل 7 واکنش و 7 گونه شیمیایی میباشد 2]. مدلسازی اشتعال برای شروع فرآیند احتراق به کمک اعمال ]انرژی به ناحیهای کروی شکل در ابتدا لوله در زمانی معین انجام شده است. محاسبه تولید آنتروپی با در نظر گرفتن پارامتر های آشفتگی و واکنشی بودن جریان، مورد بررسی قرار گرفته است کهشامل آنتروپی تولیدی ناشی از اتلاف لزج، واکنشهای شیمیایی، هدایت حرارتی، انتقال جرم به خاطر تغییرات در کسر جرمی و انتقال جرم به خاطر تغییرات در تعداد مول گونه های شیمیایی میباشد3]. شبیه سازی جریان واکنشی در مخلوط هیدروژن- هوا نشان می- ] دهد که فرآیند گذر از احتراق به انفجار تحت تأثیر زمان به حداکثر رسیدن تولید آنتروپی در کل حوزه محاسباتی میباشد. همچنینمیزان تولید آنتروپی نیز همانند فشار و سرعت چاپمن- جوگت به مقدار حدی معینی میل خواهد کرد