خاموشي آكوستيكي شعله‌ جريان متقابل در روش‏ اختلاط پيش‌آميخته‌ ‌جزئي

در موتورهاي جرقه‌اي، پس از غيرفعال شدن جرقه‌زن، تحت شرايط خاصي ممكن است خاموشي محلي يا خاموشي كلي شعله رخ بدهد. شناسايي و پيش‌بيني اين پديده، در رفع ناپايداري احتراق موتورهاي جرقه‌اي، نقش مهمي دارد. در اين پژوهش، پديده‌ خاموشي آكوستيك يك شعله‌ جريان متقابل متان-هوا در روش‏ اختلاط پيش‌آميخته جزئي، به روش تجربي بررسي شده است. اثر نحوه اختلاط سوخت و هوا بر برهمكنش شعله با امواج آكوستيك، به طور خاص توجه شده و به كمك روش غيرتداخلي نورتابي شيميايي راديكال CH* اثرات تحريك آكوستيكي بر ساختار شعله مطالعه شده است. براي مطالعه تفاوت‌هاي ساختار شعله در روش‏‌هاي اختلاطي پيش‌آميخته، پيش‌آميخته جزئي و غيرپيش‌آميخته، شبيه‌سازي يك‌بعدي پايا شعله به همراه نتايج نورتابي شيميايي و طيف‌سنجي شعله استفاده شده است. نقطه‌ سكون ميدان جريان شعله، وابسته به نسبت ممنتوم جريان‌هاي واكنش‌دهنده‌هاي بالا و پايين است؛ اما توزيع حرارت و توزيع راديكال CH* تحت اثر اختلاط تغيير پيدا مي‌كنند. نتايج تجربي نشان داد، در بسامد‌هاي پايين (حدود 20 هرتز) شعله‌ غيرپيش‌آميخته، به‌دليل حضور مقياس زماني اختلاط، پايداري كمتري نسبت به دو شعله ديگر دارد و در دامنه فشار آكوستيكي ضعيفتري خاموش مي‌شود. اثرات اختلاط بر پديده‌ خاموشي تا بسامد 55 هرتز مشهود است و در بسامد‌هاي بالاتر، نحوه‌ اختلاط، اثري بر دامنه‌ امواج آكوستيكي لازم براي خاموشي شعله ندارد. بررسي نورتابي شيميايي راديكال CH* شعله‌ جريان متقابل پيش‌آميخته‌ ‌جزئي نشان داد، در بسامد پايين شعله‌ تحريك شده نسبت به شعله‌ پايا و بدون تحريك، ضخامت، سطح و نرخ آزادسازي حرارت ميانگين كمتري دارد. با افزايش بسامد ضخامت، سطح و نرخ آزادسازي ميانگين شعله از شعله پايا بيشتر مي‌شود؛ اما افزايش دامنه امواج آكوستيكي در بسامد‌هاي نسبتاً بالا تأثير محسوسي بر ساختار شعله نخواهد داشت.