شبيه‏ سازي احتراق درون مشعل متخلخل استوانه‏اي با در نظر گرفتن اثرات اغتشاش

Numerical simulation of combustion inside a cylindrical porous burner including turbulence effects

در مطالعه حاضر، اثرات اغتشاش موجود درون حفره هاي مشعل متخلخل بر روي جريان احتراقي مخلوط متان- هوا درون اين مشعل‏ها بررسي شده است. مدل سازي جريان اغتشاشي با استفاده از يك مدل كه براي جريان درون محيط متخلخل اصلاح شده است انجام مي‏شود. از مكانيزم GRI 3.0 براي احتراق متان- هوا و از روش جهت هاي مجزا براي در نظر گرفتن اثرات تشعشع در معادله انرژي جامد استفاده مي‏شود. نتايج نشان مي دهد كه دماي گاز به دست آمده از مدل اغتشاشي كمتر از مدل آرام بوده و به نتايج تجربي نزديك‌تر است. همچنين اثرات اغتشاش به واسطه افزايش پديده نفوذ سبب افزايش ضخامت شعله مي شود. اگرچه مقادير حاصل براي آلاينده CO از مدل-هاي آرام و اغتشاشي تقريباً برابر است، اما اثرات اغتشاش سبب مي شود كه مقادير پيش بيني شده براي سرعت شعله و آلاينده NO به نتايج تجربي نزديك‌تر شود.

In the present study, the effect of intra-pore turbulence within porous burners has been investigated on combustion of methane/air mixture in such burners. A model is adapted to the porous structure to models turbulence flow. The GRI 3.0 chemical reaction mechanism is utilized for the combustion of methane/air mixture and radiative part of the solid phase energy equation is obtained using the discrete ordinate method. The numerical results show that the gas temperature obtained from turbulence model stays below the corresponding laminar model temperature all over the combustion region, and the flame thickness becomes wider in turbulence model. Although the CO emission are insensitive to laminar or turbulence model, the burning speed and NO emission predictions are found to be significantly improved when the effects of turbulence are taken into account.