مدلسازی تحلیلی احتراق تک ذره آهن

در این مطالعه احتراق تک ذره آهن به صورت تحلیلی مدلسازی شده است. برای بررسی و مدلسازی از بازه های دمایی که در آن، ذره دچار تغییر حالت می شود بهره گرفته شده است. سینتیک شیمیایی به صورت یک واکنش کلی تک مرحله ای در نظر گرفته شد که معادله آن در ادامه بیان گردیده است. مدل پیشنهادی شامل شش مرحله بوده و از مرحله شروع اشتعال ذره تا مرحله سرد شدن محصولات احتراق را در برگرفته و سعی شده به طور کامل مراحل احتراق آهن را پوشش دهد. با نوشتن معادلات پایه ی شیمیایی و معادله ی انرژی، این معادلات بی بعدسازی شده و با اعمال شرایط مرزی، برای نواحی مختلف حل گردیده است. عادلات دما و زمان برای نواحی شش گانه استخراج شده و در نهایت یک رابطه ی تئوری برای دمای شعله و زمان سوزش تک ذره ی آهن حاصل شده است. نمودارهای تغییرات زمان سوزش نسبت به دمای محیط و قطر تک ذره و همچنین تغییرات دمای شعله برای قطرهای مختلف ترسیم شده و با هم مقایسه گردیده است. مدل ارائه شده یک مدل جامع برای احتراق تک ذره آهن می باشد که در آن، ترم تشعشع و جابجایی نیز در معادلات وارد شده و مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه سازی ترم تشعشع از ضریب انتقال حرارت شبه تشعشعی کمک گرفته شده است.

Keywords:

احتراق تک ذره , آهن , مدل تحلیلی