تحليل انتقال حرارت تشعشعي در جريان‌هاي واكنشي آشفته از نوع شعله غير پيش‌آميخته

ﮐﺎرﺷﻨﺎﺳﯽ ارﺷﺪ

هدف اصلي در پايان‌نامه حاضر، شبيه‌سازي احتراق شعله سانديا-دي با استفاده از بسته نرم‌افزاري اپن‌فوم و اضافه كردن مدل تشعشع گرمايي به حل‌گر اپن فوم مي‌باشد. در مرحله اول، شبيه‌سازي‌ها با استفاده از حل‌گر اصلي اپن فوم و بدون مدل تشعشع انجام مي‌شود و در قدم بعدي شبيه‌سازي با استفاده از حل‌گر اصلاح شده صورت مي‌گيرد و سپس با يكديگر مقايسه مي‌شوند. با استفاده از اين مقايسه اثرات انتقال حرارت تابشي بر شعله سانديا-دي از لحاظ توزيع دما و تأثيرات آن بر محصولات احتراقي مشخص مي‌شود. در كنار اضافه كردن مدل تشعشع، مقايسه‌اي از دو مدل مختلف احتراقي براي بررسي اثرات متقابل شيمي و آشفتگي انجام مي‌شود و همچنين تأثير پيش‌گرمايش سوخت، قطر پيلوت و دماي هواي اطراف نيز مورد بررسي قرار مي‌گيرد. شبيه‌سازي‌هاي عددي با استفاده از حل‌گر توسعه داده‌ شده در كد منبع باز اُپن فوم بر مبناي روش حجم محدود صورت گرفته است. به‌ منظور مدل‌سازي آشفتگي، از مدل رينولدز مبتني بر فاور استفاده گرديده است. سيال عامل خاكستري، با قابليت جذب، صدور و پراكنش در نظر گرفته ‌شده است. همچنين، معادله انتقال تشعشعي با استفاده از روش هم‌سازه‌هاي كروي حل گرديده است. در ضمن، براي حل كوپله معادلات، الگوريتم پيمپل مورد استفاده قرار گرفته است. از نتايج حاضر، مشخص شده است كه استفاده از حل‌گر اصلاح‌شده ري‌اكتينگ‌فوم منجر به كاهش خطاي محاسباتي در پيش‌بيني دما در بعضي از نواحي تا حدود 13 درصد و براي تعدادي از محصولات احتراقي تا حدود 5 درصد شده است. همچنين، نشان داده شده است كه تغييرات دماي هواي اطراف بر شرايط دمايي و سينتيكي شعله بي‌تاثير مي‌باشد. واژه‌هاي كليدي: شعله سانديا دي، جريان آشفته، متوسط‌‌گيري فاور، خواص ترموفيزيكي متغير با دما، مفهوم اتلاف گردابه، واكنش مخلوط جزئي

192425

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر فرزاد بازديدي طهراني