مطالعه عددی رژیم‌های مختلف شعله در اسپری جریان متقابل آرام

نویسندگان

1 دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

3 رئیس پژوهشگاه هوافضای وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

doi
10.22034/jfnc.2021.230030.1217
چکیده

شبیه‌سازی عددی دوبعدی شعله اسپری تشکیل‌شده در یک پیکربندی جریان متقابل آرام، به‌منظور بررسی رژیم‌های شعله و تأثیر آن بر تغییرات گونه‌ها و رادیکال‌های مهم، انجام ‌شده است. از اتانول به‌عنوان یک سوخت اسپری مایع استفاده شده و مکانیسم اسکلتی اتانول/هوا با ۴۰ گونه و ۱۸۰ واکنش مقدماتی برای واکنش‌های احتراق به­ کار گرفته شده است. قطرات سوخت با قطر یکسان و به‌صورت تصادفی با استفاده از یک کد UDF در ورودی هوا تزریق می‌شوند و حرکت قطرات براساس دیدگاه لاگرانژی محاسبه شده است. با توجه به نتایج در نسبت­ های هم­ ارزی بالا،  نرخ­ های کرنش بالا و قطرهای بزرگ قطرات، رژیم غالب شعله به‌صورت غیرپیش‌آمیخته است. همچنین، در نواحی مرکز شعله، به ­دلیل صفرشدن مقدار کسر جرمی اکسیدکننده و کاهش مقدار کسر جرمی رادیکال OH در این ناحیه، واکنش‌های احتراقی فرونشانده شده و همچنین مقدار عدد شاخص شعله صفر می‌شود که نشان‌دهندۀ احتراق گروه داخلی قطرات در این ناحیه است.