مکانیزم‌های حاکم بر گذار از شعله به تراک در مخلوط غیرهمگن هیدروژن-هوا: مطالعه‌ای بر تاثیر نسبت انسداد

نویسندگان

1 گروه مکانیک- دانشکده مهندسی- دانشگاه بیرجند- بیرجند- ایران

2 گروه مکانیک- دانشکده مهندسی- دانشگاه بیرجند- بیرجند- ایران

3 هیات علمی دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد

doi
10.22034/jfnc.2021.283427.1277
چکیده

هدف از این مقاله بررسی عددی تاثیر نسبت انسداد بر مکانیزم‌های حاکم بر فرایند گذار از شعله به تراک (DDT) در مخلوط غیرهمگن هیدروژن-هواست. محفظه مورد بررسی یک کانال مستطیلی بسته‌ مانع‌دار است که در سه نسبت انسداد 30،10 و 60 درصد و در فواصل موانع متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است. شبیه‌سازی عددی حاضر به­ کمک مدل اغتشاشی SST-K-ω و مدل احتراقی چین‌خوردگی سطح شعله ولر انجام گرفته و از روش HLLC برای تسخیر موج ضربه‌ای استفاده شده است. نتایج حاضر نشان می‌دهد که برای نسبت انسداد 10 درصد گذار به تراک در قسمت بدون مانع کانال و برای نسبت‌های انسداد 30 و 60 درصد در قسمت مانع‌دار کانال رخ داده است. با تغییر نسبت انسداد و فاصله موانع مکانیزم‌های حاکم بر فرایند DDT تغییر می‌کنند. انعکاس ماخ از دیواره پایینی کانال و شکل‌گیری ساقه‌ ماخ واکنشی، انعکاس ساقه‌ ماخ از دیواره موانع پایینی و انعکاس موج ضربه‌ای برخوردی از دیواره موانع بالایی از مهم‌ترین مکانیزم‌های حاکم مشاهده شده­اند. نتایج حاضر نشان داده‌اند که با افزایش نسبت انسداد، شتاب‌گیری شعله و وقوع DDT در کانال سریع‌تر اتفاق می‌افتد. سریع‌ترین حالت آغازش تراک در نسبت انسداد 60 درصد و نسبت فاصله به ارتفاع S/H=2.5 رخ داده است.