اثر میزان پیچش جریان بر احتمال اشتعال موفق و نحوه انتشار هسته اولیه شعله در مشعل پیچشی دوگانه

نویسندگان

1 دانشگاه امیرکبیر دانشکده هوافضا

2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

doi
10.22034/jfnc.2023.180232
چکیده

در این مقاله، تأثیر میزان پیچش جریان بر الگوی اختلاط، احتمال اشتعال موفق و نحوه انتشار شعله در یک مشعل گازی غیرپیش‌آمیخته با سوخت گاز طبیعی، با استفاده از شبیه‌سازی عددی، تصویربرداری دیجیتال و سرعت بالا، اندازه‌گیری، و مورد بررسی قرار گرفت. نقشه‌های احتمال اشتعال موفق با تغییر موقعیت جایگاه جرقه‌زن در جهات محوری و شعاعی اندازه‌گیری و میدان جریان و الگوی اختلاط با استفاده از شبیه‌سازی عددی بررسی شدند. به منظور بررسی نحوه انتشار هسته اولیه شعله، تصویربرداری دیجیتال با سرعت بالا مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نمودارهای احتمال اشتعال موفق سه ناحیه تعریف شد. اولین ناحیه تحت عنوان ناحیه غیرمؤثر نام‌گذاری شده است که در آن احتمال موفقیت اشتعال کمتر از 20 درصد است. ناحیه دوم ناحیه گذار نام دارد که در آن احتمال اشتعال موفق بین20 درصد تا 80 درصد است و موفقیت اشتعال به مقدار زیاد به موقعیت جرقه‌زن وابسته است. ناحیه سوم ناحیه احتمال بالا است که در آن احتمال موفقیت اشتعال بیشتر از 80 درصد است. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که افزایش عدد پیچش جریان باعث افزایش نرخ اختلاط می‌شود، اما باعث بهبود توزیع احتمال اشتعال موفق نمی‌شود. در واقع، با مقادیر عدد پیچش بالا، ناحیه احتمال بالا کوچک می‌شود، اما در جریان‌های با مقادیر عدد پیچش کمتر، ناحیه احتمال بالا توزیع گسترده‌تری در خروجی مشعل داشته، و ویژگی‌های اشتعالی بهتری را شامل می‌شود.