مدلسازی ریاضی ساختار شعله پیش آمیخته ابرذرات سه گانه

امروزه با توجه به منابع انرژی رو به اتمام سوخت های فسیلی و خطرات ناشی از گاز های گلخانه ای، نیاز به سوخت های جایگزین بیش از پیش احساس می شود. در این راستا، یکی از دغدغه های اصلی جوامع، دولت ها و صنایع تامین سوخت جایگزین به منظور تولید انرژی می باشد. در مطالعه حاضر، رفتار احتراقی سوخت مرکب سه گانه شامل سوخت ارگانیک پرکاربرد لایکوپودیوم به عنوان سوخت پایه و دو سوخت افزودنی فلزی آلومینیوم و تیتانیوم به منظور بهبود خواص احتراقی سوخت بررسی شده است. مدلسازی ریاضی احتراق پیش آمیخته سوخت مرکب به صورت حدی بررسی شده است و پدیده های احتراقی شامل ذوب، تبخیر، خشک شدن، پیرولیز و اشتعال بسیار سریع انجام می شوند. در این پژوهش، به دلیل اینکه سوخت حاصل از پیرولیز لایکوپودیوم عمدتا به صورت متان است، لذا احتراق لایکوپودیوم به صورت همگن درنظر گرفته شده است. در نهایت، معادلات بقایی جرم و انرژی به منظور بدست آوردن میدان تغییرات دمای شعله و کسر جرمی سوخت به کمک حل دستگاه معادلات در نرم افزار متلب محاسبه شد. مطابق نتایج این مطالعه، دمای شعله و سرعت سوزش در صورت استفاده از افزودنی های فلزی در سوخت سه گانه نسبت به سوخت منفرد لایکوپودیوم، به ترتیب به مقدار %۳۵ افزایش و %۲۳ کاهش میابد. همچنین با افزایش درصد تخلخل حجمی از %۰ به %۸، دمای شعله سوخت سه گانه از k ۳۰۳۵ به k ۲۶۱۵ کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

سوخت مرکب ، مدلسازی ریاضی ، احتراق پیش آمیخته ، ابرذرات.