بررسی عددی اثر سطوح مختلف ناهمگنی بر طول شعله آشفته در محفظه احتراق

احتراق مخلوط واکنش دهنده های ناهمگن نوعی از احتراق است که در آن اختلاط سوخت و هوا به طور کامل انجام نمی شود. از آنجا که مطالعات گذشته بر روی این نوع احتراق در فضای باز انجام شده، هدف این تحقیق بررسی عددی مشاهده اثر سطوح مختلف ناهمگنی بر طول شعله در دبی ها و نسبت هم ارزی های مختلف در فضای بسته و بدون حضور هوای محیط و نفوذ آن بر شعله است. در این بررسی عددی از مدل سازی معادلات ناویراستوکس به روش میانگین گیری رینولدز و مدل سازی آشفتگی k-ε استاندارد و مدل سازی جریان واکنشی روش اتلاف گردابه ای EDC استفاده شده است. همچنین، در این مطالعه از سینتیک GRI2.11 استفاده شده است. مشاهدات نشان می دهد که میزان طول شعله در طول ناهمگنی مشخصی کمینه می شود، به طوری که در طول های ناهمگنی قبل و بعد از آن، طول شعله افزایش می یابد. این طول ناهمگنی با تغییر دبی و تغییر نسبت هم ارزی متفاوت است. همچنین، نتایج نشان می دهد که طول شعله در حالت غیرپیش مخلوط کمتر از طول شعله در حالتی است که مخلوط سوخت و هوا به صورت پیش مخلوط در محفظه مشتعل می شوند. ولی، هرچه نسبت هم ارزی کاهش پیدا می کند، اختلاف کمتر می شود، به طوری که در نسبت هم ارزی های کمتر طول شعله در حالت غیرپیش مخلوط بیشتر از حالت پیش مخلوط می شود. همچنین، سطح مقطع شعله در داخل محفظه چه در جهت طولی و چه در جهت عرضی با تغییر طول ناهمگنی تغییر می کند.