مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

مطالعه عددی تاثیر جسم مانع براحتراق رقیق پیش‌آمیخته هیدروژن- هوا در محفظه‌های احتراقی در مقیاس میکرو

نویسندگان
1 دانشگاه تربیت مدرس
2 استاد دانشگاه تربیت مدرس
چکیده
در این مطالعه به بررسی عددی تاثیر جسم مانع بر دمای خارجی دیوار محفظه‌ی احتراق در مقیاس میکرو پرداخته شده است. به منظور شبیه سازی پدیده احتراق رقیق هیدروژن و هوا در مقیاس میکرو، از سینتیک شیمیایی جزیی لی و همکاران ( شامل 13 گونه و 19 واکنش شیمیایی) و ضرایب نفوذ مولکولی مختلف برای گونه‌ها استفاده شده است. تاثیر جسم مانع از دو دیدگاه شامل شکل جسم مانع و تعداد جسم مانع در کانال بررسی می شود. دو جسم مانع مثلثی و مربعی درون محفظه احتراق در نظر گرفته می شود. نتایج نشان می دهد که تفاوت اندکی برای دمای خارجی دیوار در دو جسم مانع مشاهده می شود. بطوریکه مقدار بیشینه دمای خارجی دیوار برای کانال با جسم مانع مثلثی اندکی بیشتر از کانال با جسم مانع مربعی می‌باشد. در حالیکه بازده تشعشعی برای جسم مانع مربعی بیشتر از جسم مانع مثلثی می باشد. در بخش دوم، تعداد اجسام مانع بر روی پدیده احتراق در محفظه های در مقیاس میکرو بررسی شده است. با مقایسه دمای خارجی دیوار برای محفظه های احتراقی شامل یک، دو و چهار جسم مانع مشاهده می شود که با افزایش تعداد جسم مانع، دمای خارجی دیوار افزایش می یابد. که این امر ناشی از ایجاد یک میدان حرارتی نسبتا یکنواخت در محفظه احتراقی می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical study of bluff body effect on lean premixed hydrogen/air combustion in a micro- scale combustor

نویسندگان English

Mohammad Hossein Saberi Moghaddam 1
Kiumars Mazaheri 2
Ali Reza Alipoor 1
2 Tarbiat Modares University
چکیده English

The present numerical study investigates the effect of a bluff body on outer wall temperature of a micro scale combustor. Combustion of lean premixed hydrogen-air mixture is simulated in two dimensional domain utilizing detailed chemistry of Li et al. (13 species with 19 chemical reactions) and different mass diffusivity for each species. The effect of bluff body in combustor is studied in two viewpoints: shape of bluff body and number of bluff bodies. Two shapes of bluff body, square and triangular shapes, are considered to study the combustion efficiency and outer wall temperature. The results indicate that the shape of bluff body does not have important effect on outer wall temperature. However, triangular shape outer wall temperature is slightly more than square shape. Results also show that combustion efficiency of the square bluff body is larger than the triangular one. In second part, the effect of number of bluff bodies (i.e. one, two and four bluff bodies) on the micro scale combustor is examined on combustion characteristics. With increasing the number of bluff bodies, the outer wall temperature increases. This is due to the formation of a uniform temperature field in the micro scale combustor.

کلیدواژه‌ها English

Combustion in small scale
Numerical simulation
Bluff body
Outer wall temperature