بررسی اثر نیروی گریز از مرکز القاءشده حاصل از هندسه داکت بر روی گسترش سرعت شعله پیشآمیخته به کمک نرمافزار اوپنفوم
نویسندگان
1 دانشیار مهندسی هوافضا، مجتمع مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، شاهین شهر
2 دانشجوی دکتری مهندسی هوافضا، مجتمع مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، شاهین شهر
3 دانشیار مهندسی مکانیک، مجتمع مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، شاهین شهر
doi
10.22044/jsfm.2023.12438.3669چکیده
افزایش سرعت انتشار شعله به کمک نیروی گریز از مرکز میتواند منجر به کاهش طول محفظه احتراق و در نتیجه افزایش نسبت نیروی جلوبرنده به وزن در موتورهای توربین گاز هوایی شود. در این تحقیق تاثیر نیروی گریز از مرکز بر روی گسترش شعله پیش-آمیخته بررسی شده است. بدین منظور، شبیهسازی گردابههای بزرگ احتراق پیشآمیخته هوا-پروپان در دو هندسه داکت مستقیم و منحنی به همراه پله در دیواره خارجی به عنوان شعلهنگهدار، با استفاده از نرمافزار منبع-باز اوپنفوم انجام و با نتایج تجربی مقایسه گردید. داکتهای مورد نظر دارای ورودی و خروجی هستند و پارامترهای دمای میانگین و چینخوردگی (نسبت سرعت شعله آرام به مغشوش) برای دو سرعت ورودی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. ملاحظه گردید که داکت منحنی با القاء نیروی گریز از مرکز به مخلوط سوخت و هوا سبب اختلاط بهتر مخلوط شده و چینخوردگی، افزایش سطح مقطع شعله و درنتیجه سرعت گسترش شعله بهبود مییابد. همچنین داکت منحنی قابلیت تحمل افزایش سرعت ورودی به مقادیر بالاتر را نیز دارد. در ادامه به منظور بررسی اثر دوران بیشتر سیال، هندسه داکت جدیدی برای دوران بیشتر مخلوط، طراحی و مورد تحلیل قرار گرفت. مقایسه پارامترهای دما و چینخوردگی در مقطع خروجی برای دو هندسه منحنی اولیه (C2) و طراحیشده (C3)، نشان داد که افزایش دوران به دلیل افزایش نیروی گریز از مرکز، پارامترهای چینخوردگی و دمای میانگین در خروجی را بهبود میدهد.
