شبیه سازی عددی احتراق مشعل متخلخل دولایه ای با مخلوط متان با هوا

در این تحقیق شبیه سازی مشعل بصورت عددی و کاملا سه بعدی انجام گرفته است. در ابتدا معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از روش حجم محدود و با دقت مرتبه دوم به معادلات جبری تبدیل شده و در سه مرحله حل میشوند. برای حل معادله تشعشع از روش حجم محدود استفاده شده است. برای مدلسازی مشعل مورد نظر در این تحقیق برای رسم هندسه، مشبندی و تعریف شرایط مرزی از نرم افزار گمبیت استفاده شده است. همچنین برای افزایش دقت شبیهسازی از نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتیمانند فلوئنت 6.3 و نرم افزار فایر و برای تحلیل نتایج مربوط به کنترل آلایندگیهای نظیر اکسیدهای نیتروژن از کد Premix اززیر شاخههای کد Chemkin استفاده شده است. سپس با تغییر جنس محیط متخلخل به بررسی تاثیر این تغییر بر توزیع دما در مشعل که فاکتور بسیار مهمی میباشد پرداخته شده است. جنس محیط متخلخل مشعل از جنس زیرکونیا میباشد که به کربید سیلسیوم و اکسید آلومنیوم تغییر مییابد. برای حالت اولیه نسبت همارزی مخلوط ورودی برابر 0/6 می باشد برای مطالعه تاثیر افزایش این نسبت هم ارزی این میزان یکبار به میزان 1 و سپس به1/2 افزایش داده میشود. در ادامه تحقیق سرعت مخلوط ورودی که در ابتدا0/25متربرثانیه می باشد به 0/35 و 0/55 افزایش مییابد که با افزایش سرعت ورودی میزان دما به آرامی افزایش پیدا کرده و سپس به سمت پایین حرکت میکند. در انتها به بررسی اثرات تخلخل پرداخته شده است. میزان تخلخل برای حالت اولیه برای منطقه پیشگرمایش به میزان0/835 و برای ناحیه احتراق 0/85 درنظر گرفته شده است

Keywords:

مشعل متخلخل , احتراق , حجم محدود , واکنش شیمیایی