مدل سازی دو بعدی احتراق گازهای پیش مخلوط در محیط های متخلخل با استفاده از روش های عددی

احتراق در محیط متخلخل در مقایسه با مشعل هایی که شعل آزاد دارند. دارای مزایای قابل توجهی هستند از آن جمله می توان به نرخ سوزش بیشتر، افزایش پایداری شعله، پایین بودن دمای ناحیه احتراق که خود سبب کاهش تشکیل nox و همچنین کاهش انتشار co و اندازه کوچک این مشعل ها اشاره نمود. در این پایان نامه، مدل سازی عددی دو بعدی متقارن محوری برای یک مشعل متخلخل یکپارچه مبدل حرارتی با توان 5kw ارایه شده است. در این تحلیل معادلات نویراستوکس، انرژی و بقای اجزا شیمیایی در یک محیط متخلخل حل شده و از دو مکانیزم احتراق متفاوت برای محاسبه ترخ تغییرات غلظت اجزای شیمیایی استفاده شده است. مکانیزم اول، شامل یک واکنش کلی تک قدمی و پنج جزء شیمیایی است. این مکانیزم اگر چه بسیار ساده است لیکن سرعت شعله را بسیار دقیق پیش بینی می کند. مکانیزم دوم، شامل پنج واکنش کلی و هفت جزء شیمیایی همراه تشکیل no می باشد. تعادل حرارتی موضعی بین جامد و گاز در نظر گرفته شده و از یک ضریب هدایت حرارتی موثر استفاده شده است، بنابر این تنها یک معادله انرژی برای این محیط حل می شود. برای محاسبه خواص ترمودینامیکی از منحنی های منطبق شده بر خواص ترمودینامیکی استفاده شده است. کلیه خواص انتقالی از جمله ضریب دیفیوژن و لزجت غیر ثابت در نظر گرفته شده و در خلال تکرارها از روابط مربوطه محاسبه شده اند. در این مطالعه میدان دمای دو بعدی و غلظت اجزای شیمیایی برای احتراق پیش مخلوط هوا/متان ارایه شده است. مقادیر به دست آمده برای درجه حرارت خط مرکزی مطابقت بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد. مدل سازی حاضر مقادیر انتشار no و co را کمتر از نتایج آزمایشگاهی پیش بینی می کند، لیکن روند کیفی آن متناسب با نتایج آزمایشگاهی می باشد. همچنین از لحاظ کمی و کیفی به مراتب بهتر از نتایج مدل سازی (38) می باشد. علاوه بر این تاثیرات در صد هوای اضافی و ضریب هدایت حرارتی موثر بر روی دمای حد اکثر میدان جریان، مکان جبهه شعله، سرعت شعله و کسر چرمی اجزاء شیمیایی نیز بررسی شده است.