شبیه­ سازی شعله­ نفوذی متان/ هیدورژن با استفاده از مدل‌های احتراقی فلیملت پایا و ناپایا

Abstract

کاهش آلاینده‌های محیط زیست ناشی از احتراق در سیستم‌های نیرو محرکه یکی از چالش­ های اساسی محققان است. برای اطلاع از منابع این آلایندهها، پیش‌بینی دقیق محصولات و دمای میدان احتراق امری ضروری است. به همین دلیل، در سال‌های اخیر، شبیه‌سازی جریان‌های احتراقی مغشوش مورد توجه واقع شده است. برای شبیه‌سازی این جریانها به یک مدل احتراقی مناسب، نیاز است. مدل فلیملت، به ­دلیل ویژگی‌های متعدد ازجمله جداکردن واکنش‌های شیمیایی از میدان مغشوش، یکی از پرکاربردترین مدل‌های ارائه­ شده در مقالات است. همچنین، فرض حالت ناپایا در مدل‌سازی پدیده‌های شیمیایی کندی مانند تشکیل آلاینده‌ها نتایج بهتری نسبت به فرض حالت پایا پیش­ بینی می­کند. هدف از این مقاله مشاهده‌ کاربرد مدل فلیملت پایا و ناپایا در شبیه‌سازی شعله‌های نفوذی مغشوش بلاف بادی است. پیشبینی دما و کسرمخلوط متوسط محاسبه­ شده با استفاده از مدل فلیملت پایا، هم­خوانی خوبی را با نتایج تجربی نشان می‌دهد. شبیه‌سازی‌های حالت پایا با استفاده از دو مکانیزم شیمیایی GRI3.0 و GRI2.11، کسر‌جرمی گونه‌ NO را خیلی بیشتر از مقدار واقعی پیش‌بینی می‌کند. در عین حال، کسر جرمی گونه‌ NO در مدل فلیملت ناپایا با استفاده از مکانیزم GRI2.11، با داده‌های تجربی همخوانی خوبی دارد. در نتیجه اثرات گذرایی در فرایند‌های کندی مانند تشکیل NO باید درنظر گرفته شود.