بررسی عددی تاثیر نسبت انسداد و هندسه موانع بر شتاب‌گیری شعله و فشار حاصل از انفجارگازی

Abstract

هدف از مقاله حاضر بررسی حضور موانع صلب، با نسبت انسداد و هندسه‌های مختلف، بر روی شتاب‌گیری شعله و فشار حاصل از انتشار شعله پیش‌آمیخته با استفاده از شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ است.در این تحقیق، نرخ واکنش زیرشبکه با استفاده از مدل احتراقی چین­ خوردگی سطح شعله ولر محاسبه شده است. در کار حاضر، سه نوع مانع با سطح مقطع دایره‌ای، مربعی و مثلثی با نسبت انسدادهایی در حدود 10 تا 72 درصد مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاضر نشان می‌دهند که موانع مربعی سریع­ترین شتاب‌گیری شعله و موانع دایره‌ای کندترین شتاب‌گیری را به‌همراه دارند. همچنین، سرعت فواره جریان عبوری از روی موانع و سطح آشفتگی حاصل از موانع با افزایش نسبت انسداد افزایش یافته و درنتیجه سرعت انتشار شعله افزایش می‌یابد. حجم مواد نسوخته به ­تله­ افتاده در پشت موانع نیز، که نقش بسزایی در فشار بیشینه حاصل از انتشار شعله دارد، برای موانع مثلثی بیشترین مقدار را دارد. بیشینه فشار با افزایش نسبت انسداد افزایش یافته و نرخ افزایش وابسته به هندسه مانع است؛ به‌طوری که مانع مربعی بیشترین فشار و مانع دایره‌ای کمترین فشار را ایجاد می‌کند. زمان رخداد بیشینه فشار نیز با افزایش نسبت انسداد کاهش یافته و وابسته به هندسه مانع است.