بررسی اثر تخلخل در احتراق پیش مخلوط جریان متقابل در ابر ذرات ارگانیک

نویسندگان

دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

با توجه به نیاز روزافزون برای تحلیل واقعی‌تر شعله، در بررسی تحلیلی انتشار شعله، ذرات ارگانیک متخلخل در یک جریان متقابل پیش‌مخلوط همگن دوجزئی، متشکل از ذرات سوخت و هوا، مطالعه شده است. به‌دلیل فرض تک‌اندازه‌بودن ذرات متخلخل، از ذرات گیاه لایکوپدیوم در این بررسی استفاده شده است. این مطالعه در چارچوب یک مدل نفوذی‌حرارتی با فرض عدد لوئیس واحد و نرخ کرنش ثابت است. پروفیل سرعت متغیّر و تابعی از x (فاصله از مرکز تقارن) فرض شده است. ساختار شعله نیز سه‌ناحیه‌ای در نظر گرفته شده است: ناحیۀ پیش‌گرم‌ـ ‌تبخیر، ناحیه نازک حدی واکنش و ناحیه پس از واکنش. عدد زلدویچ بزرگ انتخاب شده و از اتلاف حرارتی صرف‌نظر شده است. این مقاله به‌صورت تحلیلی، تغییرات دما و مکان شعله را برای ضرایب تخلخل گوناگون ارائه می‌دهد. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که با افزایش تخلخل، مقدار مادۀ در دسترس برای تبدیل‌شدن به گاز، کاهش می‌یابد. این کاهش باعث کاهش سرعت سوزش می‌شود؛ درنتیجه، مکان شعله به‌سمت سرعت‌های پایین‌تر حرکت می‌کند و دمای آن کاهش می‌یابد؛ همچنین میزان سوخت جامد باقی‌مانده و تبخیرنشده در محل شعله افزایش می‌یابد. این نتایج با فیزیک حاکم بر مسائل احتراقی و نتایج تجربی سازگار است.

کلیدواژه‌ها