بررسی عددی اثر افزودن هیدروژن بر فرآیند اشتعال در جریان بدون لایه برشی

در این پژوهش، اثر هیدروژن بر فرآیند اشتعال شعله لبهدار و سرعت گسترش آن با روش عددی در پیکربندی هوا سوخت بدون لایه برشی آشفته مورد مطالعه قرار می گیرد. برای روش عددی، شبیه سازی گرداب های بزرگ با مدل مقیاس زی رشبکه اسماگورینسکی استفاده می شود. از مدل شعله ضخیم برای مدلسازی آشفتگی و تعامل احتراق استفاده می شود. حل جریان سرد، اختلاط و موقعیت بالا و پایین شعله و قطر آن در طول زمان با نتایج تجربی مطابقت دارد. نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت هیدروژن، سرعت گسترش لبه شعله به دلیل افزایش دیفوژن مولکولی و واکنش شیمیایی هیدروژن افزایش می یابد. با افزایش غلظت هیدروژن، تکرار و مدت تثبیت شعله محلی افزایش می یابد، به طوری که در غلظت ۵۰٪، تثبیت کامل هیدروژن و اشتعال موفق رخ می دهد. به علاوه، اثر غنی سازی هیدروژن بر ساختار شعله لبهدار بررسی می شود. نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت هیدروژن، ساختار شعله لبه به شعله سه گانه تغییر می کند اما در هر دو نوع، شعله از خطای زو استویکیومتریک پیروی می کند.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی گردابه های بزرگ ، اشتعال ، جریان بدون لایه برشی ، هیدروژن ، شعله لبه دار