بررسي تجربي پايداري شعله در محيط متخلخل كاربيد سيليسيم

Experimental Study of Flame Stability in SiC Porous Media

در اين پژوهش، اثر نسبت هم‌ارزي، چگالي حفره ي محيط متخلخل و نرخ آتش بر پايداري شعله در محيط متخلخل سراميكي SiC به طور تجربي بررسي شده است. بر اساس موقعيت قرارگيري شعله، چهار رژيم شعله شامل سطحي، مدفون، زير سطحي و برخاسته ديده شد. رژيم شعله ي سطحي به صورت شعله ي غني به عنوان يك آستانه ي پايداري و شعله ي برخاسته براي مخلوط رقيق به عنوان آستانه ي ديگر پايداري در محيط متخلخل هستند. تغيير چگالي حفره محيط متخلخل در مقادير نسبت هم‌ارزي براي آستانه ي پايداري شعله برخاسته، تغيير چنداني ايجاد نمي‌كند اما براي شعله سطحي، افزايش چگالي حفره باعث كاهش تغييرات نسبت هم ارزي مي شود. همچنين افزايش نرخ آتش، محدوده‌ي پايداري شعله در داخل محيط متخلخل را كاهش مي‌دهد. موقعيت شعله با استفاده از توزيع دماي محوري در بدنه مشعل تخمين زده مي‌شود. روند تغيير دما برحسب نسبت هم‌ارزي در يك نرخ آتش، به طور تقريب مشابه بوده ولي اين روند براي نرخ آتش‌هاي مختلف متفاوت است. با توجه به نتايج بدست آمده، شعله در دو ناحيه ي نزديك سطح فوقاني و در نيمه ي پايين محيط متخلخل، پايدار مي شود.

In this paper, the effect of equivalence ratio, pore diameter and firing rate on flame stability in a SiC porous media has been studied experimentally. Based on the position of the flame, four regimes are observed as follows: Surface flame, submerged flame, under-surface and detached flame. The surface flame regime as a rich flame is one of the stability threshold and the detached flame as a lean flame is the other threshold of the flame stability. Change the pore diameter causes so little change in equivalence ratios corresponding to the detached flame threshold but increasing the pore diameter decreases the equivalence ratio changes for the surface flame. Also increasing the firing rate decreases flame stability range in the porous media. Flame position was estimated using axial temperature distribution in the sidewall of the burner. Temperature profiles versus equivalence ratio in a firing rate are approximately similar but the profiles are different for various firing rates. According to the results, flame is stable in near the upper surface or in the half bottom of the porous media.