تحلیل تجربی ناپایداری های ترمو- آکوستیکی و اندرکنش مدهای نوسانی در شعله های پیش مخلوط رقیق با استفاده از تکنیک پردازش تصویر

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 79

فایل این مقاله در 14 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JFNC-17-4_001

تاریخ نمایه سازی: 30 دی 1403

چکیده مقاله:

مطالعه حاضر به بررسی برخی پدیده های گذرا که در زمینه ترموآکوستیک ناپایدار در یک محفظه احتراق با قدرت تقریبی ۱۰ کیلووات در مقیاس آزمایشگاهی روی می دهد، می پردازد. سوخت مورد بررسی متان با سرعت ورودی ثابت است و نسبت هم ارزی از ۷/۰ تا ۰/۸۷ تغییر می کند. جریان احتراقی آشفته به دو صورت پیش مخلوط کامل و ناقص انجام شده است و شعله به وسیله چرخش حاصل از چرخاننده و جسم مانع، پایدار شده است. در این تحقیق، از طریق گسترش طول پایین دست مجرا، نوسانات ترموآکوستیکی القا شده است و طیف های OH منتشر شده از شعله در فرکانس ۵ کیلوهرتز با استفاده از یک دوربین سرعت بالا، عکس برداری شده است. به طور هم زمان، نوسانات فشار در دو موقعیت مختلف در بالادست شعله اندازه گیری می شود. شروع عکس برداری و اندازه گیری حداقل ۳۰ ثانیه پس از آغازش شعله صورت می گیرد. دامنه محدود (limit cycle) تک فرکانس، در نسبت های همارزی کم و یا برای طول کوچک مجرای پایین دست مشاهده شد. هم چنین مشاهده شد که با افزایش اندکی در نسبت هم ارزی یا افزایش طول مجرای پایین دست، مد دوم در طیف فشار ظاهر می شود. مد دوم ایجاد شده در مقایسه با مد اول، فرکانس کوچکتری دارد که با زمان رشد کرده و در نهایت مد حاکم بر نوسانات می شود. این حالت در بیشتر موارد آزمایش شده، با بازگشت شعله به سمت بالادست جریان، همراه است. آنالیز تصاویر OH نیز چنین رفتاری از شعله را نشان می دهد. در طیف های OH انتگرال گیری شده، قله هایی شبیه به آنچه در طیف فشار مشاهده شد، وجود دارد. همچنین در این نمودارها، قله هایی به صورت ترکیب خطی از دو قله اصلی مشاهده شد. بررسی طیف های OH حاکی از آن است که در ناحیه نزدیک به پایه شعله و اطراف جسم مانع، این طیف تنها دارای دو قله کم ارتفاع است. با گستردگی شعله به سمت پایین دست، تعداد و ارتفاع این قله ها افزایش می یابد. این نوع رفتار در هر دو حالت پیش مخلوط کامل و ناقص مشاهده شد. این رفتار نشان دهنده یک رفتار غیرخطی در طیف هاست. علاوه بر موارد گفته شده، این تحقیق به دنبال یافتن پاسخ شعله به تحریک چندفرکانسی از طریق یک روش پردازش تصویر جدید است. این روش این امکان را می دهد تا رفتارهای پیچیده تر و دقیق تری از شعله در شرایط مختلف بررسی شود و به درک بهتری از پدیده های ترموآکوستیکی ناپایدار دست یافت.

نویسندگان

نجمه حاجی علی گل

دانشگاه صنعتی همدان

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • S. Candel, Proc. Combust. Inst., ۲۹, pp. ۱–۲۸, Apr ۲۰۰۲ ...
  • T. Lieuwen and V. Yang, “Combustion Instabilities in Gas Turbine ...
  • Y. Huang and V. Yang, “Dynamics and stability of lean-premixed ...
  • T. Lieuwen, “Modeling Premixed Combustion: Acoustic Wave Interactions: A Review”, ...
  • A.P. Dowling, “A kinematic model of a ducted flame”, J. ...
  • M. Fleifil, A.M. Annaswamy, Z.A. Ghoneim and A.F. Ghoniem, “Response ...
  • T. Schuller, D. Durox and S. Candel, “A unified model ...
  • A. P. Dowling and S. R. Stow, “Acoustic Analysis of ...
  • A.P. Dowling, “Nonlinear self-excited oscillations of a ducted flame”, J. ...
  • N. Noiray, D. Durox, T. Schuller and S. Candel, “A ...
  • D. Durox, T. Schuller, N. Noiray and S. Candel, “Flame ...
  • Wolfgang Polifke, “Modeling and Analysis of Premixed Flame Dynamics by ...
  • K. Ogata, Modern Control Engineering.Prentice-Hall, ۱۹۷۰ ...
  • G. F. Franklin, J. D. Powell and A. Emami-Naeini, “Feedback ...
  • K. Balasubramanian and R. I. Sujith, “Non-normality in combustion–acoustic interaction ...
  • S Mariappan, R. I. Sujith, “Modelling nonlinear thermoacoustic instability in ...
  • K. Balasubramanian, R. I. Sujith, “Thermoacoustic Instability in a Rijke ...
  • K. Kashinath, S. Hemchandra and M. Juniper, Proceedings of ASME ...
  • K. Kashinath, M. Juniper and S. Hemchandra, Proceedings of the ...
  • O. P. Graham, Modellingof the thermoacoustic response of premixed flames, ...
  • S. d'Ambrosio, A. Ferrari, Z. Jin, "Time-frequency analysis application to ...
  • M. Huet, L. Geiger, "Modeling of indirect combustion noise through ...
  • A. L. Pillai, S. Inoue, T. Shoji, S. Tachibana, T. ...
  • M. A. Akhtardanesh, M. J. Hosseinkhani, and M. Farshchi, “The ...
  • A. Hasanabadi, S. Vakilipour and R. Rahmati, “Study of hydrogen-methane ...
  • N. Hajialigol, “Analysis of combustion noise by changing inlet velocity ...
  • N. Hajialigol and M. Jamali, “Numerical investigation of combustion noise ...
  • M. Hauser, M. Lorenz and T. Sattelmayer, “Influence of Transversal ...
  • نمایش کامل مراجع