بررسي عددي و تجربي عملكرد مشعل اجاق گاز خانگي پر بازده به كمك روش سطح پاسخ

ميدان جريان احتراقي در مشعل‌هاي اجاق گاز خانگي نقش اساسي در ساختار و شكل شعله، توزيع گراديان دما و در نتيجه بازده حرارتي و ميزان انتشار آلاينده‌ها بازي مي‌كند. به طور مسلم، دست‌يابي به يك مدل عددي معتبر فهم اين جريان پيچيده و عوامل موثر بر آن را آسان‌تر مي‌نمايد. به‌منظور ارائه يك شبيه‌سازي عددي معتبر، در ابتدا بازده حرارتي مشعل مورد نظر در بازه فشاري 12 تا 24 ميلي‌بار به‌صورت تجربي آزموده شد. سپس اعتبار نتايج به‌دست آمده از شبيه‌سازي عددي در مقايسه با نتايج تجربي سنجيده شد كه اعتبار خوب مدل‌سازي عددي حاضر را نشان داد. همچنين جهت بررسي اثر هم زمان و متقابل عوامل مختلف نظير: فشار منبع گاز، دماي اوليه مخلوط و فاصله ظرف آزمون تا مشعل (ارتفاع بار) بر بازده حرارتي، توان مشعل، نسبت شار حرارتي تشعشعي به شار كل و ميزان انتشار CO از روش طراحي آزمايش سطح پاسخ در مسئله حاضر استفاده شد. 20 حالت پيشنهاد شده توسط اين الگوريتم به‌صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته و كانتورهاي به‌دست آمده بر اساس مدل‌هاي رگرسيوني برازش شده براي پارامترهاي خروجي استخراج شدند. مطابق نتايج اگرچه افزايش فشار توان حرارتي مشعل را افزايش داده، اما باعث كاهش بازده حرارتي آن مي‌شود. با كاهش فشار گاز طبيعي دماي شعله افزايش يافته و قله‌هاي دمايي به يكديگر نزديك مي‌شوند. در حقيقت تمركز شعله با كاهش فشار افزايش يافته و در نتيجه بازده حرارتي افزايش مي‌يابد. همچنين نتايج نشان داد كه با افزايش فشار انتشار گاز CO كاهش مي‌يابد.