بررسی اثر شتاب گریز از مرکز بر روی سرعت انتشار جبهه شعله در احتراق پیش-آمیخته
نویسندگان
1 دانشکده مکانیک و هوافضا- دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان- ایران
2 دانشکده مکانیک و هوافضا- دانشگاه صنعتی مالک اشتر- اصفهان
3 دانشکده مکانیک و هوافضا- دانشگاه صنعتی مالک اشتر- اصفهان-
doi
10.22034/jfnc.2022.314576.1293چکیده
افزایش سرعت انتشار شعله به کمک نیروی گریز از مرکز که توسط لوئیس مطرح شده است، چالش جدیدی است که می تواند منجر به کاهش طول محفظه احتراق و در نتیجه افزایش نسبت نیروی جلوبرنده به وزن شود. در این تحقیق، اثر نیروی گریز از مرکز بر روی سرعت انتشار شعله در احتراق پیش آمیخته به کمک شبیه سازی گردابه های بزرگ (LES) احتراق پیش آمیخته مخلوط هوا - پروپان در یک لوله دوبعدی با دو انتهای بسته و در بستر نرم افزار متنباز اوپنفوم بررسی شد. مقایسه نتایج حاصل از حل عددی با نتایج آزمایشگاهی، حدود 8 درصد خطا را در بحرانی ترین شتاب گریز از مرکز (3000 متر بر مجذور ثانیه) نشان داد. بهمنظور بررسی تأثیر مدل اغتشاشی، شبیه سازی احتراق به کمک مدل اغتشاشی k-e نیز برای شتاب گریز از مرکز 3000 متر بر مجذور ثانیه با مدل LES مقایسه شد و ملاحظه شد که شبیهسازی گردابه های بزرگ، سرعت انتشار و چین خوردگی سطح شعله را با دقت بالاتری مدلسازی می کند. بررسی پارامتر چینخوردگی سطح شعله، نشان داد که در شتاب گریز از مرکز 4000 متر بر مجذور ثانیه، چین خوردگی سطح شعله بهطور ناگهانی افزایش و سپس به سرعت کاهش می یابد که به نوعی خاموشی شعله را در شتاب گریز از مرکز مورد نظر نشان می دهد. سپس اثر طول لوله بر روی سرعت انتشار شعله و چین خوردگی سطح شعله در شتاب 2000 متر بر مجذور ثانیه بررسی شد و ملاحظه شد با افزایش طول لوله و افزایش فاصله از مبدأ دوران، نیروی گریز از مرکز القایی افزایش و در نتیجه سرعت انتشار و چینخوردگی افزایش مییابد.