بررسی اثرات نفوذ مولکولی و غنی سازی با هیدروژن بر شعله ی چرخشی طبقه ای

در این مقاله مشعل طبقه­ ای کمبریج-سندیا به منظور بررسی اثرات نفوذ مولکولی در احتراق طبقه ­ای و پیش ­آمیخته، با افزودن دو مقدار مختلف هیدروژن به سوخت شبیه­ سازی شده است. برای این منظور دو مدل متفاوت در نظر گرفته شده که در مدل اول از فرض عدد اشمیت برابر یک برای تمام گونه­ ها و در مدل دوم از اعداد اشمیت متفاوت برای هر گونه ی شیمیایی استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می­دهند که با افزودن هیدروژن در حالت طبقه­­ ای، نفوذ ترجیحی گونه ­های سبک­تر بر کسرجرمی هیدروژن به ویژه در نزدیکی سطح جسم پهن تاثیر می­گذارد و باعث افزایش ۴ برابری مقدار محاسبه شده برای کسر جرمی این گونه می­شود. بنابراین نمی ­توان اثرات نفوذ مولکولی را در معادلات حاکم نادیده گرفت. در حالت پیش ­آمیخته هرچند نفوذ مولکولی تاثیر کمی بر غلظت گونه­­ ها دارد ولی همچنان بر توزیع دما موثر است. به طوری که با افزودن ۴۰ درصد هیدروژن، دمای بیشینه افزایش ۲ و ۵ درصدی و میانگین دما افزایش ۱۲ و ۱۵ درصدی را به ترتیب در حالت­ های پیش ­آمیخته و طبقه­ ای نشان می­ دهند. به طور کلی، افزایش مقدار هیدروژن، ساختار شعله را به طور قابل توجه­تری تغییر می­دهد، به ویژه در مورد ناحیه بازچرخشی در بالای جسم پهن، که با افزودن هیدروژن کوتاه­تر می­ شود.

کلیدواژه ها:

نفوذ مولکولی ، عدد اشمیت ، مشعل چرخشی طبقه ای ، احتراق آشفته ، غنی سازی با هیدروژن