مدل ذرات ارگانیک برای گردش حرارتی میکروکامباستورها با لوییس غیرواحد

در این مقاله به بررسی تأثیر گردش حرارتی و میزان تبادل حرارت بر احتراق ذرات ارگانیک در عدد لوییس غیر واحد می‌پردازیم. در احتراق ابر ذرات ارگانیک ما فرض می‌کنیم که ذرات ابتدا تبخیر شده و سپس محترق می‌شوند. بنابراین در احتراق ذرات ارگانیک ما در واقع با احتراق یک نوع سوخت گازی (گاز حاصل از تبخیر ذرات بر اثر دریافت حرارت از شعله) روبرو هستیم.برای بررسی ساختار شعله و حل معادلات حاکم ما شعله را به سه ناحیه تقسیم می‌کنیم که عبارتند از: 1- ناحیه پیشگرم تبخیر، 2- ناحیه واکنشی و 3- ناحیه پس از شعله. ناحیه پیشگرم تبخیر و پس از شعله ناحیه‌هایی با طول قابل توجه می‌باشند در حالی که ناحیه واکنشی دارای طول کوچک ( ) می‌باشد. ما در حین حل ای طول کوچک را به سمت صفر میل می‌دهیم. در واقع از حل حدی برای حل مسئله استفاده می‌کنیم. (1)گردش حرارت از طریق ورود گرما به ناحیه پیش گرم تبخیر و خروج گرمایی با اندازه برابر از ناحیه پس از شعله به مدل اعمال می‌شود. (در مورد میکروکامباستور این انتقال حرارتها با بدنه صورت گرفته و سیکل با انتقال حرارت درون بدنه تکمیل می‌شود) همچنین معادلات بی بعد حاکم در مسئله حاضر را با فرض اعداد لوییس مختلف حل می‌کنیم. حل مسئله نیاز به حل معادلات دیفرانسیلهای حاکم در نواحی مختلف و با استفاده از شروط مرزی به طور جداگانه انجام می‌شود. حل به دست آمده نشان می‌دهد تغییرات عدد لوییس نمی‌تواند تأثیرات چندان زیادی بر ساختار شعله و دماها داشته باشد، در حالی که افزایش گردش حرارتی می‌تواند تأثیر فوق‌العاده زیادی بر میزان سرعت سوزش و دمای شعله داشته باشد.

Keywords:

گردش حرارتی , عدد لوییس , ذرات ارگانیک , سوخت گازی , میکروکامباستور