بررسی عددی تأثیر میدان مغناطیسی بر شعلة هیدروژن

Abstract

در این مقاله، تأثیر میدان مغناطیسی بر شعلة نفوذی هیدروژن (کسر حجمی 0/3 هیدروژن و 0/7 نیتروژن) بر پارامترهایی چون شکل شعله، حرارت تولیدشده در اثر واکنش و میزان هیدروژن نسوخته در محصولات احتراق مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای این منظور میدان مغناطیسی با مقادیر 0/5، 1، 1/5، 2، 3 و 4 تسلا به‌طور مستقیم بر شعله اعمال و مشاهده می‌شود که با اعمال میدان مغناطیسی شکل شعله کوچکتر شده و ارتفاع آن کاهش می‌یابد. همچنین مقدار هیدروژن نسوخته در محصولات احتراق که در Y=1 میلی‌متر اندازه‌گیری شده، کاهش می‌یابد. با اعمال میدان مغناطیسی در جریان، نیروی لورنتس تولید می‌شود که با جهت جریان مخالفت می‌کند. نیروی لورنتس ایجادشده خود سبب تغییر در شکل شعله، حرارت تولیدشده در اثر واکنش و محصولات احتراق می‌شود. به‌عبارت دیگر این نیرو سبب برگشت هیدروژن نسوخته به‌سمت شعله می‌شود. همچنین مقدار حرارت تولیدشده در اثر واکنش با افزایش میدان مغناطیسی افزایش می‌یابد و شعله نیز کوچکتر می‌شود. این نتایج اثبات می‌کند که اعمال میدان مغناطیسی بر شعله سبب احتراق کامل‌تر و بهینه‌تر می‌گردد. گفتنی است برای اعمال تأثیر میدان مغناطیسی بر معادلات حاکم (نیروی لورنتس و نرخ گرمایش ژول)، از برنامه‌نویسی سی. استفاده شده است.