بررسی عددی تاثیر فاصله موانع بر شتاب‌گیری شعله و گذار به تراک در مخلوط غیرهمگن

Abstract

هدف از این مطالعه، بررسی عددی تاثیر تعداد موانع بر شتاب‌گیری شعله و فرآیند گذار از شعله به تراک در مخلوط غیر همگن هیدروژن-هوا می‌باشد. روش حل مسئله، روش حجم محدود با مدل اغتشاشی SST-K-ω و مدل احتراقی چین‌خوردگی سطح شعله ولر می‌باشد. برای کاهش حجم محاسبات، با فرض یک واکنش کلی تک مرحله‌ایی، معادله انتقال گونه‌ها با یک معادله انتقال برای متغیر پیشرفت واکنش جایگزین گردید. زمان تاخیر واکنش‌ها بر اساس سینتیک شیمیایی تفصیلی محاسبه و به‌صورت تابعی از حالت ترمودینامیکی، در یک جدول ذخیره شده است. مخلوط غیرهمگن در کار حاضر با ایجاد یک گرادیان غلظت مکانی در راستای عمود بر جهت انتشار شعله ایجاد شده است. برای اعتبار سنجی، نتایج عددی با نتایج تجربی مقایسه گردید و مشخص شد موقعیت جبهه شعله و فشار در محفظه احتراق با گذر زمان از مطابقت خوبی برخوردار است. نتایج حاضر نشان داده اند که حضور موانع در پایین دست شعله از آنجایی‌که باعث آشفتگی جریان پیش روی شعله و پیدایش انواع ناپایداری های هیدرودینامیکی می‌شود، به افزایش شتاب‌گیری شعله انجامیده و در نهایت کاهش مسافت طی شده تا تراک را به همراه دارد؛ البته افزایش تعداد موانع بیش از 13 عدد تاثیر چندانی بر روی شتاب‌گیری شعله ندارد.