تاثير غلظت اكسيژن و عدد رينولدز سوخت در ساختار شعله متان-هيدروژن تحت شرايط MILD با استفاده از روش LES

در اين مقاله، از روش شبيه سازي گردابه بزرگ (LES) به منظور بررسي ساختار شعله متان-هيدروژن در شرايط MILD استفاده شده است. همچنين، اثر متغيرهاي عدد رينولدز فواره سوخت و غلظت اكسيژن در جريان اكسيدكننده به منظور مطالعه ساختار شعله بررسي شده است. بدين منظور، شبيه سازي به ازاي دو عدد رينولدز 5000 و  10000و سه درصد اكسيژن 3، 6 و 9 درصد صورت گرفته است. نتايج آزمايشگاهي انجام شده توسط دالي جهت ارزيابي دقت حل استفاده شده است. براي ارتباط بين جمله هاي اغتشاشي و احتراقي از مدل PaSR موجود در كد اپن فوم، كه به نحوي توسعه يافته مدل EDC است، و همچنين از سازوكار كامل GRI-2.11، به منظور محاسبه دقيق سينتيك شيميايي احتراق، استفاده شده است. معيارهاي مختلفي براي ارزيابي صحت نتايج به دست آمده استفاده شده كه همگي آن ها دقت حل را تاييد مي كنند. نتايج ارائه شده حاكي از اين مطلب است كه افزايش غلظت اكسيژن منجر به نازك شدن ضخامت شعله، محدودشدن نوسانات موجود در توزيع جزء هاي شيميايي در ناحيه كوچك تري در اطراف نازل، كاهش خاموش شدن موضعي در ساختار شعله، محدودشدن ناحيه پيش مخلوط جزئي براي اجزاي شركت كننده در واكنش و به عبارت كامل تر پايدارترشدن شعله در ناحيه نزديك نازل مي شود. همچنين، كاهش عدد رينولدز، به دليل افزايش مدت زمان اقامت عناصر شركت كننده در واكنش، نقش موثري در تقويت شعله ايفا مي كند.