بررسی عددی اثر دمای اولیه بر اشتعال در جریان بدون لایه برشی

در این مقاله، به بررسی فرایند اشتعال در جریان بدون لایه برشی پرداخته می شود. در چیدمان بدون لایه برشی دو جریان موازی با سرعت میانگین مساوی به یکدیگر می رسند. این چیدمان اجازه مطالعه دقیق شعله های لبه دار را فراهم می کند. هدف اصلی، بررسی اثر دمای اولیه جریان بر مرحله انتشار شعله در فرایند اشتعال است. این کار با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ، مدل احتراقی شعله ضخیم شده و سینتیک شیمیایی DRM-۱۹ انجام شده است. سرعت محوری میانگین و نوسانی به­دست آمده از دو شبکه ریز و درشت با استفاده از نتایج تجربی اعتبارسنجی شده است. بررسی کسر مخلوط نیز نشان از مناسب­بودن دقت شبیه سازی ها در پیش بینی اختلاط دارد. مکان لبه بالادست و پایین دست شعله نیز با نتایج  تجربی مقایسه شده و بیان کننده صحت شبیه سازی فرایند اشتعال است. سرعت میانگین انتشار شعله لبه دار نشان می دهد که با افزایش دمای اولیه از ۳۲۳ به ۱۰۰۰ کلوین، سرعت انتشار شعله از ۱ به ۲/۴ متربرثانیه افزایش پیدا می کند. همین روند برای رشد هسته شعله نیز وجود دارد. مقایسه بین سرعت انتشار شعله لبه دار به­دست آمده با سرعت انتشار شعله آرام و تصحیح شده آن با مجذور چگالی ها نشان می دهد که شعله آرام تصحیح ­شده بهترین نتیجه را در پیش بینی سرعت انتشار شعله لبه دار دارد. همچنین، افزایش دما سبب تبدیل شعله لبه دار دوگانه به شعله لبه دار سه گانه می شود.

کلیدواژه ها:

اشتعال ، جریان بدون لایه برشی ، روش شبیه سازی گردابه های بزرگ ، مدل شعله ضخیم شده ، شعله لبه دار