Title of article :
An Analytical Model for Flame Propagation through Moist Lycopodium Particles with Non-unity Lewis Number
Author/Authors :
Bidabadi, M Department of Mechanical Engineering - Iran University of Science and Technology , Mostafavi, S. A Department of Mechanical Engineering - Faculty of Engineering, Arak University , Faraji Dizaji, F Department of Mechanical Engineering - Iran University of Science and Technology , Beidaghy Dizaji, H Department of Mechanical Engineering - Iran University of Science and Technology
Abstract :
In this investigation, the structure of one-dimensional flame propagation in uniform cloud of volatile organic particles has been analyzed in which the structure of flame is divided into three zones. The first zone is preheat zone which is divided into three subzones itself. In first subzone (heating), particle cloud heated until the moisty particles reach to vapor vaporization temperature. In the next subzone (drying), particle moisture comes out, and in the final subzone the pyrolysis phenomena happens. The second zone is reaction zone, and the last zone is post-flame zone. In this research, an analytical method is used in order to solve the governing equations of particle cloud combustion in aforementioned zones. The overall investigation of this study leads to a non-linear burning velocity correlation. Consequently, the results show that increase in particle moisture content, equivalence ratio and Lewis number causes to increase in devolatization rates which culminate to increase in flame temperature and burning velocity.
Farsi abstract :
در تحقيق فوق براي انتشار شعله در ابر يكنواختي از ذرات ارگانيك از يك ساختار يكبعدي استفاده گرديده است كه در آن ساختار شعله به سه ناحيه تقسيمبندي ميشود. ناحيه پيش گرم اولين ناحيه ميباشد كه خود اين ناحيه به سه زيرناحيه تقسيم ميشود. در زيرناحيه اول (گرمايش) ذره حرارت دريافت ميكند تا به دماي تبخير رطوبت برسد. در زيرناحيه بعدي (خشك شدن) رطوبت ذره تبخير ميشود و در زيرناحيه آخر عمل پيروليز اتفاق ميافتد. ناحيه دوم ناحيه احتراق بوده و در آخر ناحيه پس از شعله قرار دارد. در اين كار از يك روش تحليلي براي حل معادلات حاكم بر احتراق ذرات در نواحي فوق استفاده شده است. بررسي كلي از اين مطالعه منجر به يك رابطه غير خطي براي سرعت سوزش ميگردد. در نهايت نتايج بدست آمده نشان ميدهد كه افزايش مقدار رطوبت، نسبت هم ارزي و عدد لوئيس باعث افزايش در نرخ پيروليز و مطابق با آن افزايش دماي شعله و سرعت سوزش ميگردد.
Keywords :
Analytical Model , Lycopodium particle , Moisture effect , Lewis number , Flame Temperature , Burning Velocity
Journal title :
Astroparticle Physics