مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

دینامیک رژیم های شعله در احتراق رقیق هیدروژن- هوا در مقیاس میکرو

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 استاد دانشگاه تربیت مدرس
3 دنشگاه تربیت مدرس
چکیده
در کار حاضر، رژیم های مختلف برای انتشار شعله پیش آمیخته رقیق هیدروژن - هوا در یک کانال در مقیاس میکرو برای سرعت های ورودی مختلف بررسی شده است. مخلوط هیدروژن و هوا با نسبت هم ارزی 5/0 به یک کانال با دیوارهایی با شرط مرزی دمای غیر یکنواخت وارد می شود. با تغییر سرعت ورودی، سه رژیم خاموشی- اشتعال مکرر، پایا متقارن و رژیم پایای نامتقارن را در این هندسه نشان می دهد. در نزدیکی حد شعله وری پایین، رژیم خاموشی – اشتعال مکرر ناشی از عدم برقراری تعادل بین مقیاس زمانی واکنش و مقیاس زمانی اقامت سیال در کانال مشاهده می شود. در این رژیم، جریان تحت تاثیر دمای دیوار مشتعل می شود و تحت تاثیر دمای جریان خاموش می شود. با افزایش سرعت ورودی رژیم های پایای متقارن مشاهده می شود که ناشی از برقراری تعال بین مقیاس های زمانی واکنش و اقامت سیال می باشد. اما مشاهده گردید که با افزایش سرعت ورودی، رژیم های متقارن ناپایدار شده و به شکل نامتقارن پایدار می شوند. با بررسی نتایج بدست آمده، می توان علت اغتشاشات ایجاد شده را fi نفوذ ترجیحی گونه های نسبت داد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Dynamics of lean hydrogen/air flame regimes in micro scale combustion

نویسندگان English

Alireza Alipoor 1
Kiumars Mazaheri 2
Ali Shamoonipour 3
2 Tarbiat Modares University
چکیده English

In the present work, the dynamics of lean (ϕ =0.5) premixed hydrogen/air flames in a micro channel with prescribed wall temperature is studied. The investigation is carried out using the low Mach formulation of Navier-Stokes equations with detailed chemistry and molecular transport for different inflow velocity. Ignition-extinction repetitive, steady symmetry flame and asymmetric flame are observed as the inlet velocity increased. Close to lower flammability limit, ignition-extinction repetitive flame was observed duo to imbalance between chemical time scale and residence time scale. In this regime, the reacting flow is affected by high wall temperature and the extinction occurred by the flow temperature. Upon increasing the inlet velocity, symmetric flame can be observed due to the balance between time scales. It is observed that further increasing the inlet velocity would cause symmetry flame to become unstable because of presence of some perturbations in flow field. Based on the obtained results, it is suggested that the perturbations are created by preferential diffusion of species.

کلیدواژه‌ها English

Combustion in Micro Scale
Ignition-Extinction Repetitive Dynamic
Steady Symmetry Flame
Steady Asymmetric Flame