پاسخ شعله پيش مخلوط مغشوش رقيق به نوسانات سرعت ورودي و اثرتغيير نسبت هم ارزي و دماي مخلوط ورودي بر آن

Turbulent lean premixed flame responseto the imposed inlet oscillatingvelocity and effect of the equivalence ratio and inlet temperature on it

هدف از كار حاضر بررسي پاسخ شعله و اثر تغيير نسبت هم ارزي و دماي ورودي بر آن است. در اين تحقيق، نرخ واكنش زيرشبكه با استفاده از مدل احتراقي چين خوردگي سطح شعله ولر محاسبه شده است. براي مدل كردن جريان مغشوش نيز از مدل LES استفاده شده است. تابع تبديل شعله به عنوان پاسخ كمي حرارتي شعله درنظر گرفته شده است. نتايج حاضر نشان مي دهد در هر فركانس مورد بررسي، با افزايش دامنه، مقدار نسبت اندازه حرارت آزادشده افزايش مي يابد كه اين مقدار افزايش در فركانس هاي بالاتر، كمتر خواهد بود. اندازه تابع تبديل شعله در يك فركانس ثابت با افزايش دامنه كاهش مي يابد. در هندسه مسئله، دو ناحيه چرخشي در ميدان حل ايجاد مي شود. هرگونه تغيير در دامنه و فركانس مي تواند در ناحيه هاي چرخشي ايجادشده، به ويژه ناحيه چرخشي مركزي، در محفظه اثرگذار باشد. در فركانس هاي پايين و با تغيير در دامنه، اين دو ناحيه چرخشي بر تغيير حرارت آزادشده شعله تاثير بسزايي ندارند. به همين دليل، تغيير دامنه بر كاهش تابع تبديل در فركانس هاي پايين اثر چنداني ندارد و اندازه تابع تبديل مقدار تقريبا ثابتي است. با حركت به سمت فركانس هاي بالاتر، افزايش دامنه اثر بيشتري بر ميزان تابع تبديل شعله مي گذارد و باعث كاهش بيشتر آن مي شود. با افزايش دامنه، مقدار مربوط به اندازه فاز تا قبل از فركانس 140 هرتز اندكي كاهش مي يابد. از فركانس 200 به بعد، با افزايش دامنه، مقدار فاز افزايش مي يابد. با افزايش نسبت هم ارزي و دماي ورودي، ميزان نسبت حرارت آزادشده و مقدار تابع تبديل شعله كاهش مي يابد. فاز مربوط به تابع تبديل شعله، با افزايش نسبت هم ارزي و دماي ورودي، افزايش مي يابد.

In the present study، the flame response and the effect of equivalence ratio and inlet temperature on the flame response are numerically investigated using Weller flamelet combustion and LES turbulent models. The results show that with increasing excitation amplitude at a constant frequency، theheat release ratio increases; the increment is smaller at higher frequencies. Due to the combustor geometry، two recirculating zones are formed. Any change in the amplitude and frequency can affect these recirculation zones، especially the central recirculation zone. At the low frequencies (below 50Hz)، increasing the excitation amplitude affects flame transfer functioninconsiderably، because of no influence of the recirculation zoneson the heat release. At higher frequencies، an increase in the amplitude has a more influence on value of flame transfer function. It is shown that by increasing the amplitude، up to frequency of 140 Hz، the phase of flame transfer function slightly reduced، while this is intensified with increasing the equivalence ratio or flame inlet temperature. Furthermore، by increasing the equivalence ratio or inlet temperature of the flame، heat release ratio and the flame transfer function are reduced.