مطالعه عددی بکارگیری استفاده از ساختار ماژولار در میکرومحفظه U شکل بر مشخصه های احتراقی مخلوط پیش آمیخته هیدروژن-هوا به منظور استفاده در یک سیستم میکروترموفتوولتاییک

یکی از روش های موثر در افزایش حد شعله وری در میکرو محفظه های احتراقی استفاده از ساختار ماژولار و به کارگیری آن برای ایجاد توان های مختلف است. در پژوهش حاضر از هندسه های مختلفی مانند تک لوله مستقیم، تک لوله U شکل و ساختار ماژولار دو لوله ای U شکل استفاده می شود. در این پژوهش، اثر تغییر سرعت جریان ورودی، نسبت هم ارزی و ضریب رسانش حرارتی بر مشخصه های احتراقی مخلوط پیش آمیخته هیدروژن-هوا بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که استفاده از تک لوله U شکل و ساختار ماژولار لوله های دوتایی U شکل، حد شعله وری به ازای سرعت های ورودی، به ترتیب افزایشی ۲۷% و ۵۴% را نسبت به تک لوله مستقیم تجربه می کند. نتایج نشان می دهد، استفاده از ساختار ماژولار باعث کاهش کشیدگی شعله و فاصله جبهه شعله نسبت به ورودی می شود که این پدیده باعث بهبود پایداری شعله می شود. مقایسه هندسه های مختلف نشان می دهد، بازده حرارتی کل تک لوله U شکل، بیشتر از سایر حالت ها است و کمترین بازده حرارتی کل نیز مربوط به تک لوله مستقیم است. همچنین نتایج نشان می دهد، برای محفظه های احتراق شامل تک لوله مستقیم، تک لوله U شکل و دو لوله U شکل بیشترین بازده حرارتی کل در نسبت هم ارزی ۸/۰ رخ داده است و با افزایش آن، بازده حرارتی کل کاهش می یابد. بررسی اثر ضریب رسانش حرارتی نشان می دهد، افزایش این ضریب باعث افزایش بازده حرارتی کل در تمامی هندسه ها می شود به نحوی که بیشترین بازده مربوط به استفاده از استیل با ضریب رسانش حرارتی W/m.K  ۱۲/۳۶ است.

کلیدواژه ها:

هیدروژن ، حد شعله وری ، بازده تشعشعی ، میکروترموفتوولتاییک