بررسی عددی تاثیر میدان مغناطیسی بر رفتار شعله غیر پیش آمیخته متان

Abstract

در این مقاله به بررسی عددی تأثیر میدان مغناطیسی با گرادیان‌های کاهشی و افزایشی بر رفتار شعله غیر پیش‌آمیخته آرام متان پرداخته شده است. به‌منظور بررسی تأثیر میدان مغناطیسی، از مدل احتراقی آرنیوسی و همچنین سینتیک یک‌ مرحله‌ای متان-هوا برای شبیه‌سازی استفاده شده است. نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی با نتایج تجربی مطابقت خوبی داشته و دمای شعله ارزیابی شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده تغییر شکل شعله و افزایش دمای آن تحت تاثیر گرادیان میدان مغناطیسی است. با قرارگیری شعله در میدان مغناطیسی، در دو حالت گرادیان کاهشی و افزایشی، دمای شعله، افزایش و ارتفاع شعله کاهش می‌بابد. با اعمال میدان مغناطیسی گرادیان کاهشی، دمای بیشینه در بالای مشعل از ارتفاع 4.5 میلی متر و در حالت بدون میدان به ارتفاع 2.5 میلیمتر می‌رسد، در حالی که تحت تأثیر میدان مغناطیسی گرادیان افزایشی این مقدار 4 میلی متر است که نشان‌دهنده کاهش ارتفاع شعله نیز است. تغییرات رفتار شعله در حالت میدان با گرادیان کاهشی مشهودتر است. میدان مغناطیسی در کاهش کسر جرمی متان نسوخته و محصولات احتراق در طی فرآیند احتراق موثر است. در حالت گرادیان کاهشی و افزایشی، متان نسوخته نسبت به حالت بدون میدان به ترتیب 99 و 52 درصد کاهش می‌یابد.