بررسی اثر پارامترهای هندسی مشعلهای مخلوط سرنازل بر انتقال حرارت تابشی با استفاده از ترکیب محاسبات عددی و تکنیک آماری

شاخهای کردن نازلها، زاویه پاشش سوخت و همچنین قطر نازلها میتواند در گرادیان سرعت جریان احتراقی و در نتیجه ضخامت شعله موثر باشد، بنابراین میتواند بر میزان تشعشع صادر شده از مشعلهای مخلوط سرنازل نیز اثرگذار باشد. در این تحقیق، ترکیب شبیهسازی عددی و روش آماری طراحی آزمایشات جهت بررسی تاثیر ترکیبی این پارامترها بر نرخ تابش مشعلهای مخلوط سرنازل مورد استفاده قرار گرفته است. فرایند احتراق با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی شبیهسازی گردیده است و مجموعه معادلات حاکم شامل پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی به همراه واکنشهای شیمیایی احتراق توسط نرم افزار فلوینت حل شده است. جهت شبیهسازی جریان مغشوش از مدل ε-kEDC استفاده شده است. سپس مدل 5 استاندارد، تابش مدل 1-P و تقابل واکنشهای شیمیایی و آشفتگی از مدل توسعهیافته مذکور در شرایط آزمایشی بررسی و اعتبارسنجی گردید. در مرحله بعد، با کمک نرمافزار مینیتب، تحلیلتاگوچی جهت بررسی اثر هر یک از پارامترها، اهمیت آنها در نرخ تابش و تعیین مقادیر بهینه برای هر پارامتر صورت پذیرفت. نتایج این تحقیق نشان داد تعداد شاخهها و قطر نازل به ترتیب بیشترین اثر را در نرخ تابش دارند. همچنین طراحی سرمشعل با هشت شاخه، زاویه پاشش سوخت 45 درجه با جریان محوری هوا و قطر نازل شش میلیمتر برای محفظه احتراق مورد نظر از لحاظ نرخ تابش بهینه میباشد.