مطالعه عددي پايداري شعله احتراقي مخلوط پروپان-هوا در يك ميكرو برنر با كانال واگرا

Numerical study of propane-air combustion stability in a diverging micro channel

در اين مقاله، پايداري احتراق پروپان-هوا در يك ميكروبرنر با كانال مستقيم و واگرا بررسي شده است. تاثير سرعت جريان، ضريب انتقال حرارت رسانشي ديواره كانال و ضريب انتقال حرارت جابه­ جايي جداره بيروني كانال با محيط اطراف بر مشخصات شعله و ناپايداري آن بررسي شده است. همچنين، در اين مقاله، نقش زاويه­ واگرايي كانال بر دو پديده­ خروج شعله از كانال و خاموشي شعله مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج نشان ميدهد زاويه­ واگرايي تاثير بسزايي در افزايش محدوده­ هاي پايداري شعله داشته و تحت شرايط خاصي از جريان زاويه داربودن كانال سبب افزايش ضريب انتقال حرارت جابه­ جايي بحراني تا سه برابر مي شود. همچنين، اين بررسي ها نشان ميدهد زاويه­ واگرايي كانال تاثير زيادي در محل استقرار شعله­ پايدار دارد و در برخي نمودارهاي پايداري، الگوي تغييرات در مقايسه با كانال­ هاي مستقيم متفاوت است.

In this paper, propagation of propane-air premixed flame in a 2D diverging micro channel has been investigated numerically by emphasizing on the role of wall in flame stability. Effect of inlet velocity, thermal wall conductivity, heat loss coefficient and divergence angle on two modes of instability, blowout and extinction, has been studied. Stability maps have been drawn for straight and diverging channel and it has been showed that divergence angle changes stability map pattern and increases critical heat loss coefficient dramatically. Under a certain case heat loss coefficient of a channel with 0.7o divergence angle is about three times larger than the straight one. The variation of flame position with divergence angle and heat loss coefficient has been shown.