بررسی عددی رفتار دینامیکی شعله پیش‌آمیخته هیدروژن-هوا در عبور ازخم 90 درجه‌ای

Abstract

شعله پیش‌آمیخته منتشر شده در یک کانال به­‌طور ذاتی ناپایدار است. این ناپایداری خود را به‌صورت وارونگی شعله و نهایتاً شعله لاله‌ای خود را نشان می‌دهد. در کار حاضر، به مطالعه تأثیر خم 90 درجه‌ای بر انتشار شعله لاله‌ای پرداخته شده است. در این شبیه‌سازی عددی، که به‌صورت سه­بعدی انجام گرفته، از رویکرد اغتشاشی شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES) و مدل احتراقی شعله ضخیم­شده مصنوعی (ATF) به‌همراه سینتیک شیمیایی 7 مرحله‌ای استفاده شده است. نتایج حاضر نشان می‌دهند که با شروع تغییر شکل شعله در قسمت افقی کانال، که هم‌زمان با کاهش رشد فشار و سرعت پیشروی جبهه شعله است، وارونگی در جبهه شعله روی می‌دهد. در این لحظات، شکل‌گیری یک جفت گردابه بزرگ­مقیاس در گاز سوخته و در مجاورت شعله باعث تغییر میدان جریان اطراف جبهه شعله می‌شود. در بخش افقی کانال، نمای سه­بعدی شعله به شکل یک شعله لاله‌ای با چهار زبانه کاملاً مشابه است. با ورود شعله به خم، زبانه‌های پایینی شعله سرعت پیشروی بیشتری داشته، به‌طوری‌که پس از مدتی زبانه‌های بالایی کاملاً محو شده و زبانه‌های پایینی کل عرض کانال را اشغال می‌کنند. اگر چه وجود خم تغییر قابل توجه‌ای بر روند افزایشی فشار محفظه نداشته، اما دامنه نوسانات سرعت را تا حدی کاهش داده است.<br /> <strong> </strong>