نام پژوهشگر: ابوذر فنایی

بررسی تحلیلی ریزمحفظه ای احتراقی کاتالیزی هیبریدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی 1392
  ابوذر فنایی   جواد ابوالفضلی اصفهانی

در این پژوهش به بررسی تحلیلی ریز محفظه های ¬احتراقی کاتالیزی ترکیبی پرداخته شده است. محفظه کوچک مورد بررسی دارای اندازه¬ای از مرتبه 100 تا 1000 میکرو¬متر یا کمتر در نظر گرفته می¬شود. برای حل مسئله در ابتدا به بررسی مدل یک¬بعدی کاتالیزی برای شناخت خصوصیات واکنش کاتالیزی و شناخت نقش کاتالیزور پرداخته و تأثیر دو نوع سوخت پروپان و هیدروژن در این واکنش بررسی شد. در ادامه برای مدل¬سازی دو¬بعدی ریز محفظه احتراقی کاتالیزی، طول محفظه به سه ناحیه پیش گرم، واکنشی و پس از شعله تقسیم شده است. برای حل تحلیلی دو¬بعدی از روش غیر حدی تحلیلی بر مبنای ضخامت بسیار کوچک استفاده می¬شود. بررسی این حل با استفاده از شروط مرزی و انطباقی بین ناحیه-های همسایه با در نظر¬ گرفتن واکنش احتراق یک مرحله ای و چند مرحله ای و حل معادلات درهم¬پیوسته حاکم انجام می¬شود. در این مدل دو¬بعدی جواب¬ حالت¬های کاتالیزی و غیر¬کاتالیزی، مقایسه آن¬ها و نیز بررسی استفاده از کاتالیز به تنهایی در ناحیه ابتدایی ریز محفظه احتراق انجام شده و نتایج مربوط ارائه شده است. در کلیه حالات با افزایش عدد پکلت دمای بی بعد در دو ناحیه واکنشی و پس از شعله افزایش می¬یابند اما این روند در ناحیه پیش گرم بر عکس بوده که این امر به دلیل نسبت همرفت به رسانش بیشتر در عدد پکلت بزرگ¬تر و افزایش انتقال انرژی به پایین¬دست است. همچنین با افزایش دمای بی بعد دیواره، که باعث پیش گرم شدن مخلوط نیز می¬شود، ضخامت ناحیه واکنشی کاهش می¬یابد. فاصله خاموشی کاتالیزی همواره کوچک¬تر از مقادیر غیر¬کاتالیزی آن می¬باشد که این امر نشان می¬دهد در حالت کاتالیزی اشتعال پذیری در بازه بزرگ¬تری امکان¬پذیر خواهد بود. به لحاظ بهبود اشتعال پذیری در ریز محفظه¬ احتراقی، سطح کاتالیزی در مخلوط رقیق موثر¬تر از مخلوط غلیظ است. استفاده از مدل ترکیبی می¬تواند ضمن ایجاد شرایط حرارتی مطلوب¬تر نسبت به حالت کاتالیزی در یک ریز محفظه احتراقی شرایط خاموشی را نیز نسبت به حالت غیر¬کاتالیزی بهبود بخشد.