مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مقایسه روشهای حل معادله انتقال تشعشع در مدلسازی مشعل متخلخل

نویسندگان
1 پژوهشگاه نفت
2 پژوهنده ارشد، پژوهشگاه صنعت نفت
چکیده
این تحقیق به بررسی تقریب مناسب برای تعیین واگرایی شار حرارتی تشعشعی و تاثیر خطای محاسبات بر عملکرد مشعل متخلخل پرداخته است. بدین منظور از دو نمونه مشعل متخلخل تک لایه ای و دولایه ای در شبیه سازی عددی مشعلی با شعله مدفون استفاده شده است. به دلیل اختلاف چشمگیر دمای ماتریس جامد و سیال عبوری خصوصا در ناحیه شعله درون مشعلهای متخلخل، معادلات انرژی در حالت عدم تعادل حرارتی در نظر گرفته شده اند و جهت مدلسازی احتراق از سینتیک کامل احتراقی گاز متان استفاده شده است. از آنجا که از اثر مرزهای جانبی چشم پوشی شده، هندسه مشعل متخلخل در حالت یک بعدی در نظر گرفته شده است تا بتوان حل تحلیلی انتقال حرارت تشعشعی را ارائه نمود. نتایج نشان داده روشهای جهت های تفکیک شده کاملا مشابه روش احجام محدود رفتار می نمایند و بهترین شرایط در تقریب 8 جهت متصور است و جهت های کمتر فاقد دقت مناسب می باشند و جهتهای بیشتر هزینه محاسبات را افزایش می دهند بدون آنکه تاثیری قابل توجهی بر افزایش دقت داشته باشند. همچنین تقریب دو شار و روسلند نیز فاقد اعتبار در مدلسازی مشعل متخلخل می باشند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Comparison of different radiative transfer equation approximation on modeling of porous radiant burner

چکیده English

This paper investigates suitable approximation for Calculating the thermal radiation flux divergence and effect of errors on performance evaluation of porous radiant burners (PRB).Thus, a single layer and a double layer of buried flame type of the porous radiant burners have been selected and numerically simulated. Due to the significant difference in the temperature of the solid matrix and the fluid passing the burner, the energy equations was considered as a non-local thermal equilibrium. Complete kinetics of methane air was used for combustion modeling. Since the effect of lateral walls should be neglected the problem was solved in 1D to present exact solution of RTE and compares the other approximations. Results show that discrete ordinate as well finite volume approximation of RTE show that eight directional spherical split is the best selection. Lower ordinates have substantial deviation and increasing the number of division enlarges computation cost without any considerable improvement on errors reductions. Furthermore, two flux method and Rosseland approximation are not valid for this kind of modeling.

کلیدواژه‌ها English

Heat Transfer
Porous Burner
Exact solution of RTE
Radiation