اثر میدان الکتریکی تا قطبیت منفی روی شعله و انتقال حرارت

در پژوهش حاضر به بررسی عددی تاثیر میدان الکتریکی بر روی شعله و انتقال حرارت درون یک محفظه احتراق با استفاده از روش اجزا محدود، با مش دو بعدی بی سازمان، پرداخته شده است. از مدل توربولانسی k-Ɛ برای مدل کردن جریان مغشوش و از مدل اتلاف ادی مفهومی برای شبیه سازی احتراق مغشوش بهره گرفته شده است. جریان تراکم ناپذیر فرض شده و برای اعمال تشعشع به معادلات حاکم، از مدل جهات مجزا استفاده شده است. نتایج حاصل حاکی از آن است که اعمال نیروی میدان الکتریکی با قطبیت منفی روی شعله، باعث افزایش نرخ انتقال حرارت به دیواره محفظه احتراق می شود. با اعمال میدان الکتریکی به شعله، به دلیل به وجود آمدن باد یونی، سرعت سیال در نزدیکی میدان الکتریکی به شعله، به دلیل به وجود آمدن باد یونی، سرعت سیال در نزدیکی دیواره افزایش می یابد. همچنین این باد یونی باعث شده تا گردابه تشکیل شده در اطراف شعله، به سمت مرکز مخروط شعله حرکت کند و موجب شود تا ذرات حاصل از احتراق، به سمت دیواره ها پراکنده شوند. با افزایش ولتاژ، سرعت متوسط در نزدیکی خروجی برنر و همچنین خروجی محفظه احتراق افزایش می یابد. ولی در مرکز محفظه احتراق، با افزایش اختلاف پتانسیل بین سیم و محفظه احتراق، برای پروفیل سرعت اتفاق دیگری می افتد و سرعت در این مقطع با کاهش نسبی همراه است. با اعمال نیروی میدان الکتریکی به شعله، دما در خروجی محفظه احتراق کاهش می یابد و شعله به سمت الکترود مرکزی جمع می شود و شکل تیزتری به خود می گیرد. همچنین این اعمال ولتاژ باعث شده تا دمای نزدیک دیواره محفظه احتراق، در نزدیکی خروجی برنر افزایش یابد. نتایج حاصل با کارهای آزمایشگاهی مقایسه شده و با تقریب خوبی صحت آن تایید گردیده است.

کلیدواژه ها:

میدان الکتریکی ، باد یونی ، انتقال حرارت ، شعله