تشخیص ناپایداری شعله در مشعل پیش آمیخته شعله سطحی با استفاده از تحلیل فرکانسی

در این پژوهش، با استفاده از حسگر نوری و سیستم داده ­برداری، به بررسی پایداری مشعل شعله ­سطحی پرداخته می­ شود. نوسانات شدت نور توسط حسگر نوری اندازه­ گیری و سپس، با استفاده از تبدیل فوریه سریع، از فضای زمانی به فضای فرکانسی انتقال داده شد و از منحنی پاسخ فرکانسی، فرکانس طبیعی نوسانات استخراج شد. برای اینکه بتوانیم رفتار دینامیک را برای شعله پیش ­آمیخته نشان دهیم، شعله­ های پیش ­آمیخته به دو ناحیه شعله های سلولی و شعله­ های مسطح تقسیم­ بندی می­ شوند. این تقسیم ­بندی وابسته ­­به نرخ جریان و نسبت هم­ ارزی است. در شعله­ های مسطح، با افزایش نرخ جریان، به­دلیل افزایش سرعت گازهای داغ سوخته ­شده، فرکانس نوسانات نیز افزایش می­ یابد. در شعله­ه ای سلولی، با افزایش نرخ جریان، فرکانس نوسانات کاهش پیدا می ­کند. در نرخ­ های جریان یکسان، کاهش شدید فرکانس نوسانات نشان­ دهنده ظهور شعله ­های سلولی است. بنابراین، امکان تشخیص گذر شعله از حالت مسطح به سلولی فراهم می­ شود.زمانی­ که در یک نرخ جریان ثابت، با افزایش نسبت هم­ ارزی، شاهد افزایش فرکانس نوسانات نباشیم، انتقال از شعله سلولی به شعله مسطح اتفاق می­ افتد. شروع انتقال از شعله سلولی به شعله مسطح در نرخ­ های جریان ۱/۱، ۱/۲، ۱/۳، ۱/۴، ۱/۵ و ۱/۶ مترمکعب بر ساعت به ­ترتیب در نسبت­ های هم­ ارزی ۰/۶، ۰/۶۲، ۰/۶۲، ۰/۶۴، ۰/۶۶ و ۰/۶۷ اتفاق می ­افتد. محل شروع انتقال منطبق بر شروع ناحیه برخاستگی براساس پردازش تصویر است. این پژوهش، دارای جنبه­ های تازه­ای از بررسی پایداری شعله می­ باشد بدون آنکه سبب اختلال در شکل شعله شود و به رژیم شعله آسیب وارد کند. 

Keywords:

ناپایداری ذاتی , شعله سلولی , شعله مسطح , فرکانس طبیعی نوسانات , تحلیل فرکانسی