بررسي ديناميك جريان برشي محوري گذر-بحراني در شعله كرايوژنيك متان-اكسيژن مايع و هيدروژن _اكسيژن مايع با استفاده از SLFM گاز واقعي

در مقاله حاضر، ديناميك جريان شعله هاي گذربحراني برشي محوري متاناكسيژن مايع و هيدروژناكسيژن مايع مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور صحه گذاري، نتايج حاصل از شبيه سازي عددي با نتايج تجربي مورد مقايسه قرار گرفته است. از مدل kε استاندارد براي شبيه سازي آشفتگي استفاده شده است. به منظور برهمكنش احتراق و آَشفتگي، از مدل فليملت پايا (SLFM) با جداول گاز واقعي استفاده شده است. جداول مربوط به مدل فليملت در شرايط گاز واقعي از نرم افزار منبع باز كانترا استخراج شده است. در ابتدا مشاهده مي شود كه علي رغم تفاوت قابل توجه در فضاي فيزيكي بين شرايط گاز واقعي و گاز ايدئال براي شعله متقابل در محيط كسر مخلوط تفاوت قابل توجهي وجود ندارد، با اين حال، در شرايط نزديك خاموشي تفاوت بين حال گاز واقعي و گاز ايدئال وجود دارد. با بررسي رفتار شعله گذربحراني برشي محوري مشاهده مي شود كه تاثير عمده در شكل شعله ناشي از تغييرات نسبت شار جرمي سوخت و اكسنده است. با افزايش ميزان نسبت شار جرمي سوخت به اكسنده، به دليل افزايش گرانروي آَشفتگي و درنتيجه انتقال حرارت به هسته چگال اكسيژن، پديده شبه جوشش با سرعت و نرخ بيشتري رخ مي دهد و درنتيجه طول شعله كاهش مي يابد. در شعله متاناكسيژن مايع، به دليل چگالي بيشتر متان، در نسبت شار جرمي هاي كمتر (در حدود 5)، گردابه پيشاني شعله شكل مي گيرد، در حالي كه براي شعله هيدروژن در نسبت شار جرمي 25 گردابه پيشاني شعله شكل مي گيرد.