بررسي تجربي پايداري شعله V شكل در يك مشعل چرخشي پيشآميخته

Experimental Study of Stability of V-shaped Flame in a Premixed Swirl Burner

در اين تحقيق پايداري شعله V شكل در يك مشعل چرخشي پيش‌آميخته مطالعه شده است. اثر نرخ آتش (نرخ انرژي ورودي بر واحد سطح)، نسبت هم‌ارزي و سرعت محوري جريان مخلوط سوخت و هوا بر پايداري شعله‌ي چرخشي V شكل بررسي شده است. براي ايجاد چرخش از چرخاننده‌اي با زاويه‌ي چرخش 45 درجه در مسير هواي ورودي استفاده شده كه منجر به ايجاد يك جريان چرخشي با عدد چرخش برابر78/0 شده است. مشاهدات نشان مي‌دهد كه شعله‌ي چرخشي V شكل در مخلوط رقيق سوخت و هوا (1 > ?) تشكيل مي‌شود. با افزايش نرخ آتش، سرعت جريان مخلوط در لحظه‌ي تشكيل شعله‌ي چرخشي V مستقل از دبي جريان بوده و در محدوده‌ي m/s1 تا m/s 5 به صورت خطي نسبت به نرخ آتش افزايش مي‌يابد. برخاستگي شعله نيز با افزايش نرخ آتش در سرعت جريان و نسبت هم‌ارزي بالاتري رخ مي‌دهد. بررسي خاموشي شعله نشان مي‌دهد كه با افزايش سرعت مخلوط ورودي خاموشي در نسبت هم‌ارزي كمتر و نرخ آتش بيشتري اتفاق مي‌افتد. بدين ترتيب محدوده پايداري شعله V با افزايش دبي جريان افزايش مي‌يابد

In this work, stability of V-shaped flame in a premixed swirl burner is studied. The effect of firing rate (input energy per unit area), equivalence ratio and axial velocity of fuel and air mixture on the stability of a V shaped flame is studied. For swirl generation, a 45o angle swirler is used in the air inlet, which yields a flow with a swirl number of 0.78. Observations show that V shaped flame is formed in a lean mixture of fuel and air. When firing rate increases, it is observed that flow velocity at V flame formation instant is independent of flow rate and increases linearly from 1 m/s to 5 m/s. flame lift off occurs in larger equivalence ratio and mixture velocity when firing rate increases. With increasing mixture velocity, flame quenching occurs in smaller equivalence ratios and larger firing rates. Hence, stability limit of V flame increases with increasing cross section.