ارائه مدل تحلیلی احتراق غیر پیش آمیخته ابر ذرات تیتانیوم در هندسه جریان متقابل

Abstract

امروزه مطالعه ی احتراق ذرات فلزی به واسطه کاربردهایی از قبیل تولید اکسید ذرات، چگالی انرژی بالا و در نتیجه افزایش دمای حاصل از احتراق،کاربردهای پزشکی و... مورد توجه است. در این پژوهش، به بررسی و ارائه مدل تحلیلی احتراق غیرپیش آمیخته ابر ذرات تیتانیوم در هندسه جریان متقابل، با رویکرد چندناحیه ای پرداخته شده است. جریان سوخت از یک سو و جریان اکسیدکننده از سوی دیگر به شکل متقابل جریان یافتند و به منظور مدلسازی تحلیلی احتراق، سه ناحیه متمایز در نظر گرفته شد. معادلات حاکم بر مسئله شامل بقای جرم اجزا و بقای انرژی بیان شد و با استفاده از شرایط مرزی و انطباقی مناسب، حل معادلات در هر ناحیه به کمک نرم افزارهای متلب و متمتیکا ارائه شد. سپس توزیع دما و کسر جرمی سوخت، اکسیدکننده و محصولات سوختی در فاز مایع برحسب مکان رسم شد و تأثیر برخی متغیرها مانند عدد لوئیس، اندازه قطر ذرات و غلظت جرمی ذرات بر شعله مورد بررسی قرار گرفت. مشاهده گردید که در غلظت 300 گرم بر مترمکعب با افزایش عدد لوئیس سوخت از 0.6 تا 1.4 میزان دمای شعله از 3600 کلوین تا 3050 کلوین کاهش یافت و همچنین مکان شعله به سمت نازل اکسیدکننده منتقل شد و علت این موضوع کاهش نفوذ جرم توجیه شد.همچنین با افزایش قطر ذرات سوخت از 2تا200 میکرون،دما شعله از 3600 کلوین به 3400 کلوین تغییر یافت.