تاثیر غلظت اکسیژن و عدد رینولدز سوخت در ساختار شعله متان- هیدروژن تحت شرایط MILD با استفاده از روش LES

در این مقاله، از روش شبیه سازی گردابه بزرگ (LES) به منظور بررسی ساختار شعله متان- هیدروژن در شرایط MILD استفاده شده است. همچنین، اثر متغیرهای عدد رینولدز فواره سوخت و غلظت اکسیژن در جریان اکسیدکننده به منظور مطالعه ساختار شعله بررسی شده است. بدین منظور، شبیه سازی به ازای دو عدد رینولدز 5000 و 10000و سه درصد اکسیژن 3، 6 و 9 درصد صورت گرفته است. نتایج آزمایشگاهی انجام شده توسط دالی جهت ارزیابی دقت حل استفاده شده است. برای ارتباط بین جمله های اغتشاشی و احتراقی از مدل PaSR موجود در کد اپن فوم، که به نحوی توسعه یافته مدل EDC است، و همچنین از سازوکار کامل GRI-2.11، به منظور محاسبه دقیق سینتیک شیمیایی احتراق، استفاده شده است. معیارهای مختلفی برای ارزیابی صحت نتایج به دست آمده استفاده شده که همگی آن ها دقت حل را تایید می کنند. نتایج ارائه شده حاکی از این مطلب است که افزایش غلظت اکسیژن منجر به نازک شدن ضخامت شعله، محدودشدن نوسانات موجود در توزیع جزء های شیمیایی در ناحیه کوچک تری در اطراف نازل، کاهش خاموش شدن موضعی در ساختار شعله، محدودشدن ناحیه پیش مخلوط جزئی برای اجزای شرکت کننده در واکنش و به عبارت کامل تر پایدارترشدن شعله در ناحیه نزدیک نازل می شود. همچنین، کاهش عدد رینولدز، به دلیل افزایش مدت زمان اقامت عناصر شرکت کننده در واکنش، نقش موثری در تقویت شعله ایفا می کند.