بررسي اثر تخلخل در احتراق پيش‌مخلوط جريان متقابل ذرات ارگانيك

Effect of Porous on Premixed Co-Flow Organic Particles Cloud Combustion

با توجه به نياز روزافزون براي تحليل واقعي‌تر شعله، در بررسي تحليلي انتشار شعله، ذرات ارگانيك متخلخل در يك جريان متقابل پيش‌مخلوط همگن دوجزيي، متشكل از ذرات سوخت و هوا، مطالعه شده است. به‌دليل فرض تك‌اندازه‌بودن ذرات متخلخل، از ذرات گياه لايكوپديوم در اين بررسي استفاده شده است. اين مطالعه در چارچوب يك مدل نفوذي‌حرارتي با فرض عدد لوييس واحد و نرخ كرنش ثابت است. پروفيل سرعت متغيّر و تابعي از x (فاصله از مركز تقارن) فرض شده است. ساختار شعله نيز سه‌ناحيه‌اي در نظر گرفته شده است: ناحيه پيش‌گرم‌ـ ‌تبخير، ناحيه نازك حدي واكنش و ناحيه پس از واكنش. عدد زلدويچ بزرگ انتخاب شده و از اتلاف حرارتي صرف‌نظر شده است. اين مقاله به‌صورت تحليلي، تغييرات دما و مكان شعله را براي ضرايب تخلخل گوناگون ارايه مي‌دهد. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهد كه با افزايش تخلخل، مقدار ماده در دسترس براي تبديل‌شدن به گاز، كاهش مي‌يابد. اين كاهش باعث كاهش سرعت سوزش مي‌شود؛ درنتيجه، مكان شعله به‌سمت سرعت‌هاي پايين‌تر حركت مي كند و دماي آن كاهش مي‌يابد؛ همچنين ميزان سوخت جامد باقي‌مانده و تبخيرنشده در محل شعله افزايش مي‌يابد. اين نتايج با فيزيك حاكم بر مسايل احتراقي و نتايج تجربي سازگار است.

Due to the increasing need for a more realistic analysis of flame, in this study, the premixed counter flow flames propagation in the uniform mixture of organic porous particles and air is studied. Because of size equality assumption of the porous particles, lycopodium particles at this research are assumed. This analysis framework is thermal-diffusion model with this assumption that the lewis number is unit and the strain rate is constant. Velocity profiles are intended as a function of x (distance from symmetry center).The structure of the flame is presumed to be consist of a preheat vaporization zone, a reaction zone and a convection zone. The Zeldovich number, based on the gas-phase oxidation of the gaseous fuel is large and the heat loss is neglected. This analysis consists of the results for the effect of different porosity on the flame temperature and flame location. The results are illustrating when porosity is increased, the accessible substance that yield a gaseous fuel is decreased and it will be cause to decreasing burning velocity. Also, flame location go to low burning velocity zone and the remaining solid fuel, that is not vaporized, increase in the flame location. This is match to the combustion governing physics and experimental results.