بررسی اثر شتاب گریز از مرکز بر روی سرعت انتشار جبهه شعله در احتراق پیش-آمیخته

افزایش سرعت انتشار شعله به کمک نیروی گریز از مرکز که توسط لوئیس مطرح شده ­است، چالش جدیدی است که می ­تواند منجر به کاهش طول محفظه احتراق و در نتیجه افزایش نسبت نیروی جلوبرنده به وزن شود. در این تحقیق، اثر نیروی گریز از مرکز بر روی سرعت انتشار شعله در احتراق پیش­ آمیخته به کمک شبیه­ سازی گردابه­ های بزرگ (LES) احتراق پیش­ آمیخته مخلوط هوا - پروپان در یک لوله دوبعدی با دو انتهای بسته و در بستر نرم­ افزار متن­باز اوپنفوم بررسی شد. مقایسه نتایج حاصل از حل عددی با نتایج آزمایشگاهی، حدود ۸ درصد خطا را در بحرانی ­ترین شتاب گریز از مرکز (۳۰۰۰ متر بر مجذور ثانیه) نشان داد. به منظور بررسی تاثیر مدل اغتشاشی، شبیه سازی احتراق به کمک مدل اغتشاشی k-e نیز برای شتاب گریز از مرکز ۳۰۰۰ متر بر مجذور ثانیه با مدل LES مقایسه ­شد و ملاحظه ­شد که شبیه­سازی گردابه­ های بزرگ، سرعت انتشار و چین­ خوردگی سطح شعله را با دقت بالاتری مدل سازی می­ کند. بررسی پارامتر چین خوردگی سطح شعله، نشان­ داد که در شتاب گریز از مرکز ۴۰۰۰ متر بر مجذور ثانیه ، چین­ خوردگی سطح شعله به طور ناگهانی افزایش و سپس به سرعت کاهش می­ یابد که به نوعی خاموشی شعله را در شتاب گریز از مرکز مورد نظر نشان می­ دهد. سپس اثر طول لوله بر روی سرعت انتشار شعله و چین­ خوردگی سطح شعله در شتاب ۲۰۰۰ متر بر مجذور ثانیه بررسی شد و ملاحظه شد با افزایش طول لوله و افزایش فاصله از مبدا دوران، نیروی گریز از مرکز القایی افزایش و در نتیجه سرعت انتشار و چین­خوردگی افزایش می­یابد.

Keywords:

نیروی جلوبرنده , احتراق , پیش آمیخته , اوپن فوم , چین خوردگی