مدل سازی احتراق نفت سفید در محیط متخلخل

در مقاله حاضر احتراق قطرات سوخت مایع معلق در هوا در داخل محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفته و با استفاده از حل عددی معادلات انرژی و بقای اجزای شیمیایی، احتراق در یک محیط متخلخل مدل­سازی شده است. قطرات سوخت به­طور کامل در ناحیه پیش­گرمایش تبخیر شده و ترکیب هوا و بخار سوخت وارد منطقه احتراق می­شود. برای مدل­سازی احتراق از دو سازوکار احتراقی تک مرحله­ای و پنچ مرحله­ای برای محاسبه نرخ تغییرات غلظت اجزای شیمیایی استفاده شده است. در مدل­سازی تشعشع محیط متخلخل از روش شار تابش استفاده شده که در آن، شار حرارتی توسط دستگاه معادلات دیفرانسیلی مدل شده است. برای محاسبه خواص ترمودینامیکی از منحنی­های منطبق شده بر خواص ترمودینامیکی استفاده شده است.  در این مدل­سازی عددی تاثیر ضریب جذب بر روی توزیع دما، شار تشعشعی، کسر جرمی اجزاء شیمیایی، نرخ کاهش قطر قطرات، مقدار آلاینده­ها، دما و فشار بحرانی بررسی می­شود. مدل­سازی نشان می­دهد که در مشعل­هایی که ضریب جذب محیط متخلخل کمتر می­باشد گرمای تشعشعی منطقه تبخیر افزایش یافته و در نتیجه می­توان از قطرات سوخت با قطر بزرگ­تری استفاده کرد. در نتیجه با استفاده از محیط متخلخل با ضریب جذب پایین مشکل تولید قطرات با قطر خیلی کوچک حل می­شود.

Keywords:

محیط متخلخل , احتراق , تشعشع , سوخت مایع