مدل تحلیلی بررسی اثر تشعشع حرارتی بر ساختار شعلۀ میکرو ذرات ارگانیک

در مدل حاضر انتشار شعله از میان یک پیش مخلوط همگن دو جزیی، متشکل از ذرات سوخت ارگانیک و هوا تحلیل می شود. این مطالعه تحلیلی در چارچوب یک مدل نفوذی حرارتی با فرض عدد لوییس غیر واحد و در نظر گرفتن اثر تشعشع حرارتی می باشد .فرآیندهای انتقال حرارت کلیدی، بر مبنای انتقال حرارت تشعشعی بین ذرات و انتقال حرارت بین گاز و ذرات پایه ریزی می شود . زمانی که سرعت سوزش بالاست، زمان کافی برای ذرات تا بطریق تشعشع از سوی ناحیه سوخته شده، گرم شوند وجود ندارد . بنابراین سرعت سوزش بخاطر اینکه حرارت توسط ذرات سرد جلوی شعله جذب می شود ، پایین می آید . به عبارت دیگر، زمانی که سرعت سوزش پایین باشد، ذرات در جلوی شعله بقدر کافی توسط تشعشع از ذرات داغ پشت شعله، گرم می شوند از این رو شعله ، افزایش سرعت پیدا می کند . بعد از گذر از این تناوب شعله ذرات سرد را ملاقات می کند و سرعت آن دوبا ره کاهش می یابد. بنابراین شعله در حال انتشار، نوسان می کند . در این مطالعه ساختار شعله به چهار ناحیه تقسیم می شود، که شامل یک ناحیه پیشگرم که نرخ واکنش صرف نظر می شود، یک ناحیه عریض تبخیر ذرات، یک ناحیه نازک حدی واکنش که ترم جابجایی و ترم تبخیر ذرات سوخت ، مقدار کوچکی می باشند و در آخر، ناحیه پس از واکنش در نظر گرفته می شود. در این مدلسازی فرض بر این است که در ابتدا ذرات سوخت تبخیر شده و به فرم سوختِ گازی شکل در می آیند ونهایتاً اکسید می شوند. در این مطالعه عدد دامکوهلر (Damkohler)، نسبت نرخ واکنش شیمیایی به نرخ تبخیر ذرات ریز, وعدد لوییس به عنوان پارامترهای اساسی در نظر گرفته می شود. برای نسبت اکی والان و قطر متفاوت ذرات، آنالیز موجود نتایجی را برای کسر جرمی ذرات ریز جامد، کسر جرمی سوخت در فاز گازی حاصل از تبخیر ذرات فرار و سرعت سوزش بافرض اثر تشعشع، نشان می دهد. که این پیش بینی ها با دیدگاه تجربی احتراق ذرات ریز فرار، موافقت دارد.

Keywords:

مدل تحلیلی , احتراق ذرات , اثر تشعشع حرارتی , عدد دامکولر