خاموشی آکوستیکی شعله جریان متقابل در روش اختلاط پیش آمیخته جزئی

در موتورهای جرقه ای، پس از غیرفعال شدن جرقه زن، تحت شرایط خاصی ممکن است خاموشی محلی یا خاموشی کلی شعله رخ بدهد. شناسایی و پیش بینی این پدیده، در رفع ناپایداری احتراق موتورهای جرقه ای، نقش مهمی دارد. در این پژوهش، پدیده خاموشی آکوستیک یک شعله جریان متقابل متان-هوا در روش اختلاط پیش آمیخته جزئی، به روش تجربی بررسی شده است. اثر نحوه اختلاط سوخت و هوا بر برهمکنش شعله با امواج آکوستیک، به طور خاص توجه شده و به کمک روش غیرتداخلی نورتابی شیمیایی رادیکال CH* اثرات تحریک آکوستیکی بر ساختار شعله مطالعه شده است. برای مطالعه تفاوت های ساختار شعله در روش های اختلاطی پیش آمیخته، پیش آمیخته جزئی و غیرپیش آمیخته، شبیه سازی یک بعدی پایا شعله به همراه نتایج نورتابی شیمیایی و طیف سنجی شعله استفاده شده است. نقطه سکون میدان جریان شعله، وابسته به نسبت ممنتوم جریان های واکنش دهنده های بالا و پایین است؛ اما توزیع حرارت و توزیع رادیکال CH* تحت اثر اختلاط تغییر پیدا می کنند. نتایج تجربی نشان داد، در بسامد های پایین (حدود ۲۰ هرتز) شعله غیرپیش آمیخته، به دلیل حضور مقیاس زمانی اختلاط، پایداری کمتری نسبت به دو شعله دیگر دارد و در دامنه فشار آکوستیکی ضعیفتری خاموش می شود. اثرات اختلاط بر پدیده خاموشی تا بسامد ۵۵ هرتز مشهود است و در بسامد های بالاتر، نحوه اختلاط، اثری بر دامنه امواج آکوستیکی لازم برای خاموشی شعله ندارد. بررسی نورتابی شیمیایی رادیکال CH* شعله جریان متقابل پیش آمیخته جزئی نشان داد، در بسامد پایین شعله تحریک شده نسبت به شعله پایا و بدون تحریک، ضخامت، سطح و نرخ آزادسازی حرارت میانگین کمتری دارد. با افزایش بسامد ضخامت، سطح و نرخ آزادسازی میانگین شعله از شعله پایا بیشتر می شود؛ اما افزایش دامنه امواج آکوستیکی در بسامد های نسبتا بالا تاثیر محسوسی بر ساختار شعله نخواهد داشت.

کلیدواژه ها:

خاموشی آکوستیک ، پیش آمیخته جزئی ، شعله جریان متقابل ، نورتابی شیمیایی CH* ، طیف سنجی