بررسی تاثیر زاویه همگرایی-واگرایی بر مشخصه های احتراقی مخلوط پیش آمیخته هیدروژن - هوا در یک میکرولوله همگرا - واگرا

در مطالعه حاضر، مشخصه های احتراقی مخلوط پیش آمیخته هیدروژن-هوا در میکرولوله های همگرا-واگرا، با استفاده از شبیه سازی عددی فرایند احتراق، بررسی شده است. هدف این پژوهش بررسی تاثیر سرعت جریان ورودی و زاویه همگرایی-واگرایی بر مشخصه های احتراقی شامل بیشینه دمای شعله، موقعیت شعله، حدشعله وری بالا و ضخامت شعله در قطر در محدوده قطر خاموشی شعله است. معادلات حاکم به صورت سه بعدی و گذرا درنظر گرفته شده اند و از مکانیزم شیمیایی جزیی واکنش هیدروژن و هوا استفاده شد. نتایج نشان دادند که سرعت جریان ورودی بر موقعیت شعله درون میکرولوله تاثیر می گذارد و بیشینه دمای شعله متاثر از موقعیت قرارگیری شعله درون میکرولوله تغییر می کند. کمترین دمای شعله در یک نسبت هم ارزی مشخص زمانی ایجاد می شود که شعله در قسمت گلوگاه قرار گرفته باشد. مشخص شد که سرعت جریان ورودی و قسمت گلوگاه تاثیر مستقیمی بر ضخامت و کشیدگی شعله دارند. افزایش ضخامت و کشیدگی شعله در سرعت های زیاد، برای میکرولوله های با قطر گلوگاه کم، موجب بیرون زدن قسمتی از ناحیه احتراق از میکرولوله و درنهایت خارج شدن از حد شعله وری بالا می شود. از مقایسه نتایج با یک میکرولوله با مقطع ثابت و ابعاد مشابه مشخص شد که ایجاد ناحیه گلوگاه در میکرولوله ها موجب افزایش حد شعله وری بالا در آن ها می شود.