احسان بارانی - دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، خیابان آزادی، تهران، ایران. دانشجوی کاشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی شریف
امیر مردانی - استادیار، دانشگاه صنعتی شریف
حامد زینی وند - دانشجوی دکترا، دانشگاه صنعتی شریف

در مقاله حاضر، جریان واکنشی فوق بحرانی هیدروژن گازی-اکسیژن مایع مورد بررسی عددی قرار گرفته است. در شرایط فوق بحرانی، کشش سطحی اکسیژن مایع تزریقشده صفر میشود و شرایط ترمودینامیکی آن مانند ظرفیت حرارتی و چگالی بهشدت دچار تغییر میشود. برای بررسی این پدیده، از هندسه RCM03 و آزمایش 60-A استفاده شده است که در آن فشار محفظه 60 بار و بالاتر از فشار بحرانی هیدروژن و اکسیژن است. هندسه بهصورت دوبعدی و تقارن محوری، شبیهسازی شده است. رفتار سیال پاشیده شده به محیط، همانند جت گازی آشفته عمل میکند. مدلهای اغتشاشی مختلف و همچنین معادله حالتهای مختلف برای بررسی این شرایط، مورد مطالعه قرار گرفته است. عملکرد مدلهای مختلف اغتشاشی در پیشبینی شکل شعله و توزیع دما مورد بررسی قرار گرفته است و دیده شده است که مدل SST Ƙ-Ꜫعملکرد بهتری در پیشبینی شکل شعله دارد. اثر اعمال شرایط گاز حقیقی با شرایط گاز ایدهآل در پیشبینی شکل شعله بهخوبی نمایان میسازد که فرض گاز ایدهآل در یک احتراق فوق-بحرانی خطای زیادی در تخمین شکل و طول شعله به همراه دارد. همچنین معادلات مختلف پیشنهاد شده برای رفتار گاز حقیقی مورد بررسی قرار گرفت، مدل SRK نزدیکترین نتایج به دادههای تجربی و مدل ARK بیشترین خطا را به همراه داشتهاند.

احتراق فوق بحرانی، معادلات حالت حقیقی، شعله هیدروژن-اکسیژن مایع، مدل اغتشاشی