جستجو در:
دوره 22، شماره 4 - ( فروردین 1401 )
جلد 22 شماره 4 صفحات 223-213 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Zargarbashi A, Sarrafan Sadeghi S, Tabejamaat S. Experimental study of the effects of input flow characteristics on flame dynamics and oscillating frequencies of a partially-premixed flame in a fixed-geometry Meso-cylindrical reactor. Modares Mechanical Engineering 2022; 22 (4) :213-223
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-48953-fa.html
URL: http://mme.modares.ac.ir/article-15-48953-fa.html
زرگرباشی علی، صرافان صادقی سروش، تابع جماعت صادق. بررسی تجربی اثر مشخصه‌های جریان ورودی بر دینامیک و بسامدهای نوسانی شعله پیش‌آمیخته جزئی در راکتور مزو استوانه‌ای شکل با هندسه ثابت. مهندسی مکانیک مدرس. 1401; 22 (4) :213-223
1- دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2- دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ،soroush.s.s@aut.ac.ir
3- دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
2- دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر ،
3- دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران
چکیده: (1739 مشاهده)
در پژوهش حاضر، به مطالعه تجربی اثر مشخصه‌های جریان ورودی پیش آمیخته متان-اکسیژن، درون یک راکتور مزو با طول و هندسه ثابت پرداخته شده است. جهت این تحقیق دو نسبت اختلاط جزئی 25% و 50% در نظر گرفته شده و نوع رژیم جریان از نوع آرام بوده است. راکتور مورد استفاده، از جنس کوارتز که به صورت افقی نصب گردیده و مشخصات هندسی آن عبارتند از: قطر داخلی 5 میلی‌متر، ضخامت دیواره 1 میلی‌متر و طول 10 سانتی‌متر می‌باشد. در این تحقیق سعی شده است تا عوامل مؤثر بر رژیم‌های شعله، محدوده تشکیل انواع رژیم‌های شعله، دینامیک شعله، توزیع دمای دیواره خارجی راکتور، بسامد و نوسان شعله‌های نوسانی همراه با شدت صوت خاموشی شعله نوسانی تحلیل و گزارش گردد. رژیم اصلی شعله مزوی مشاهده شده طی این پژوهش، شعله نوسانی بوده است. دینامیک این شعله از تغییرات به ترتیب نسبت اختلاط، دبی حجمی اکسیژن و نهایتاً دبی حجمی سوخت، که باعث تغییرات در سرعت جریان ورودی و نسبت هم‌ارزی می‌گردد بیشتر تأثیر می‌پذیرد. بررسی نتایج حاصل از نوسانات صوتی بیانگر افزایش سرعت شعله نوسانی با افزایش دبی حجمی و نسبت اختلاط می‌باشد. صوت خاموشی بلند شعله‌ها هنگام خاموشی از تبدیل بخشی از انرژی حرارتی شعله به صوت، در شعله‌گیر و امواج مرتعش صوتی حاصل از خاموشی شعله و اختلاف سرعت گاز، ناشی می‌شود.
واژه‌های کلیدی: احتراق متان- اکسیژن، راکتور استوانه‌ای ابعاد مزو، احتراق پیش‌آمیخته جزئی، دینامیک شعله، نوسانات صوتی شعله
نوع مقاله: پژوهشی اصیل |
موضوع مقاله:
دینامیک گاز
دریافت: 1399/10/16 | پذیرش: 1400/6/8 | انتشار: 1401/1/10
دریافت: 1399/10/16 | پذیرش: 1400/6/8 | انتشار: 1401/1/10
فهرست منابع
1. Waitz, I.A., Gauba, G., and Tzeng, Y.S. Combustors for Micro-Gas Turbine Engines. Journal of Fluids Engineering. 1998; 120: 109-117. [DOI:10.1115/1.2819633]
2. Davy, H., Trans, R., A computational fluid dynamics study of propane/air micro flame stability in a heat recirculation reactor. Soc. London, 1817; 107: 45-76.
3. Barnard, J. A., Bradley, J. N., Khoshnoudi, M., editors, Flame and combustion. 1st edition. University Publication Center, Tehran, 1989. [Persian]
4. Hua, J., Wu, M., and Kumar, K., Numerical simulation of the combustion of hydrogen - air mixture in micro - scaled chambers part II: CFD analysis for a micro-combustor. Chemical Engineering Science. 2005; 60: 3507-3515. [DOI:10.1016/j.ces.2005.01.042]
5. Kim, N.l., Maruta, K., A numerical study on propagation of premixed flames in small tubes, Combustion and Flame. 2006; 146: 283-301. [DOI:10.1016/j.combustflame.2006.03.004]
6. Jarosiński, J., Flame quenching by a cold wall, Combustion and Flame, 1983; 50: 167-175. [DOI:10.1016/0010-2180(83)90059-7]
7. Sitzki, L., Borer, K., Schuster, E., Ronney, P., Combustion in micro scale heat- recirculating burners, The Third Asia- pacific conference on combustion, Seoul, 2001. [DOI:10.2514/6.2001-1087]
8. Ronney, P.D., Analysis of non-adiabatic heat-recirculation combustors, Combustion and Flame, 2003; 135: 421-439. [DOI:10.1016/j.combustflame.2003.07.003]
9. Zhang, X., Mehr, A., Ayón, A. A., Waitz, I. A., Igniters and temperature sensors for a micro-scale combustion system, Sensors and Actuators A: Physical, 2003; 103 [1-2]: 253-262. [DOI:10.1016/S0924-4247(02)00344-8]
10. Maruta, K., Kataoka, T., Kim, N.l., Minaev, S., Fursenko, R., Characteristics of combustion in a narrow channel with a temperature gradient. Proceedings of the combustion institute. 2005; 30: 2429-2436. [DOI:10.1016/j.proci.2004.08.245]
11. Boyarko, G. A., Sung, C. J., and Schneider, S. J., "Catalyzed combustion of hydrogen-oxygen in platinum tubes for micro-propulsion applications," Proceedings of the Combustion Institute, 2005; 30: 2481-2488. [DOI:10.1016/j.proci.2004.08.203]
12. Mikami, M., Maeda, Y., Matsui, K., Seo, T., Yuliati, L., Combustion of gaseous and liquid fuels in meso-scale tubes with wire mesh, Proceedings of the Combustion Institute, 2013; 34 [2]: 3387-3394. [DOI:10.1016/j.proci.2012.05.064]
13. Sarrafan Sadeghi, S., An Experimental Study of the Micro-Combustion Chamber. Amirkabir University of Technology (Tehran Polytechnic). MSc thesis. Tehran, 2013.
14. Sarrafan Sadeghi, S., Tabejamaat, S., Baigmohammadi M., Laboratory test bed of micro-combustion in micro and meso scale reactor. Iran Patent 80027, 2013; 15: 07.
15. Sarrafan Sadeghi, S., Tabejamaat, S., Baigmohammadi M., and Zarvandi, J., An experimental study of the effects of equivalence ratio, mixture velocity and nitrogen dilution on methane/oxygen pre-mixed flame dynamics in a meso-scale reactor. Energy Conversion and Management. 2014; 81:169-183. [DOI:10.1016/j.enconman.2014.02.022]
16. Khaji, Z., Klintberg, L., Barbade, D., Palmer, K., and Thornell, G., Alumina-based monopropellant microthruster with integrated heater, catalytic bed and temperature sensors, Journal of Physics: Conference Series, 2016; 12025 [757]: 1-6. [DOI:10.1088/1742-6596/757/1/012025]
17. E, J., Liu, H., Zhao, X., Han, D., Peng, Q., Zuo, W., Meng, T., Qiu, R., Investigation on the combustion performance enhancement of the premixed methane/air in a two-step micro combustor, Applied Thermal Engineering, 2018; 141: 114-125. [DOI:10.1016/j.applthermaleng.2018.05.101]
18. Baigmohammadi, M., Sarrafan Sadeghi, S., Tabejamaat, S., Zarvandi, J., "Numerical Study Of The Effects Of Wire Insertion On CH4/AIR Premixed Flame In A Micro Combustor", Energy, Volume 54, 1 June 2013, Pages 271-284. [DOI:10.1016/j.energy.2013.01.047]
19. Baigmohammadi, M., Tabejamaat, S., and Farsiani, Y., An experimental study of methane-oxygen-carbon dioxide premixed flame dynamics in non-adiabatic cylinderical meso-scale reactors with the backward facing step. Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2015; 95: 105-123. [DOI:10.1016/j.cep.2015.05.013]
20. Baigmohammadi, M., Tabejamaat, S., and Faghani-Lamraski, M., Experimental study on the effects of mixture flow rate, equivalence ratio, oxygen enhancement, and geometrical parameters on propane-air premixed flame dynamics in non-adiabatic meso-scale reactors. Energy. 2017; 121: 657-675. [DOI:10.1016/j.energy.2017.01.057]
21. Milcarek, R. J., Nakamura, H., Tezuka, T., Maruta, K., and Ahn, J., Microcombustion for micro-tubular flame-assisted fuel cell power and heat cogeneration. Journal of Power Sources. 2019; 413: 191-197. [DOI:10.1016/j.jpowsour.2018.12.043]
22. Milcarek, R. J., Nakamura, H., Tezuka, T., Maruta, K., and Ahn, J., Investigation of microcombustion reforming of ethane/air and micro-Tubular Solid Oxide Fuel Cells, Journal of Power Sources,2020; 450: 227606. [DOI:10.1016/j.jpowsour.2019.227606]
23. Qian, P., Yuan, X., Chen, Z., Luo, C., Huang, Z., Zhu, X., Liu, M., Experimental study on a high efficient and ultra-lean burn meso-scale thermoelectric system based on porous media combustion. Energy Conversion and Management. 2021; 234; 1-32. [DOI:10.1016/j.enconman.2021.113966]
24. Zhao, Z., Wang, W., Zuo, Z., Kuang, N., Investigation on the flame characteristics of premixed propane/air in a micro opposed flow porous combustor. Energy. 2021; 238: 1-30. [DOI:10.1016/j.energy.2021.121721]
25. Quaye, E. K., Jianfeng, P., Qingbo, L., Zhang, Y., Yu, W., Alubokin, A. A., Study on Combustion Characteristics of Premixed Methane-Oxygen in a Cylindrical Porous Media Combustor, Chemical Engineering and Processing - Process Intensification., 2021; 159: 1-40. [DOI:10.1016/j.cep.2020.108207]
26. Zargarbashi, A., Sarrafan Sadeghi, S., Tabejamaat, S. and Sheykhbaglou, S., Experimental study of the effect of inlet flow characteristics and chamber length on partially premixed flame dynamics, in the mesoscale cylindrical reactor of constant diameter with different lengths, Modares Mechanical Engineering, 2020; 20 [12]: 1-21.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |