مدل‌سازی تحلیلی احتراق جریان متقابل نفوذی ابرذرات

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 7، دوره 28، شماره 1 - شماره پیاپی 15، اسفند 1395، صفحه 93-110   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v28i2.51770

نویسندگان

مهدی بیدآبادی؛ میلاد رمضانپور؛ علیرضا خوئینی پورفر^*

دانشگاه علم و صنعت

چکیده

در این پژوهش، مدل‌سازی احتراق جریان متقابل ابرذرات نفوذی مورد بررسی قرار گرفت. مدل ارائه‌شده مبتنی بر این فرض است که ذرات سوخت ابتدا تبخیر می‌شوند تا سوخت گازی را برای ورود به واکنش با اکساینده تولید نمایند. واکنش صورت‌گرفتۀ مفروض، از قانون آرنیوس پیروی می‌کند. معادلات بقا به‌صورت تحلیلی حل شدند و دمای شعله برحسب تغییرات اعداد لوئیس سوخت و اکساینده ارائه شد. هم‌چنین روند تغییر موقعیت شعله با تغییر اعداد لوئیس مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که دمای شعله با افزایش اعداد لوئیس سوخت و اکساینده، کاهش می‌یابد به‌طوری‌که با افزایش عدد لوئیس سوخت از 1/0 تا 4/1، دمای شعله ‌دریج از 1943 به 1473 درجۀ کلوین کاهش می‌‌یابد.

کلیدواژه‌ها

احتراق ابرذرات؛ جریان متقابل؛ شعلۀ نفوذی؛ حل تحلیلی

سایر فایل های مرتبط با مقاله

7-bidabadi-EA.pdf

مراجع

1. Eckhoff, R., “Dust explosions in the process industries: identification, assessment and control of dust hazards”, Gulf professional publishing, pp. 1-3, (2003).

2. Han, O.-S., Yashima, M., Matsuda, T., Matsui , H., Miyake, A. and Ogawa, T., “Behavior of flames propagating through lycopodium dust clouds in a vertical duct”, J. Loss Prev. Process Ind., Vol. 13, No. 6, pp. 449–457, (2000).

3. Cashdollar, K.L., “Overview of dust explosibility characteristics”, J. Loss Prev. Process Ind., Vol. 13, No. 3, pp. 183–199, (2000).

4. Hanai, H., Kobayashi, H. and Niioka, T., “A numerical study of pulsating flame propagation in mixtures of gas and particles”, Proc. Combust. Inst., Vol. 28, No. 1, pp. 815–822, (2000).

5. Liu, Y., Sun, J. and Chen, D., “Flame propagation in hybrid mixture of coal dust and methane,” J. Loss Prev. Process Ind., Vol. 20, No. 4, pp. 691–697, (2007).

6. Proust, C., “Flame propagation and combustion in some dust-air mixtures”, J. Loss Prev. Process Ind., Vol. 19, No. 1, pp. 89–100, (2006).

7. Seshadri, K., Berlad, A.L. and Tangirala, V., “The structure of premixed particle-cloud flames,” Combust. Flame, Vol. 89, No. 3, pp. 333–342, (1992).

8. Bidabadi, M. and Rahbari, A., “Modeling combustion of lycopodium particles by considering the temperature difference between the gas and the particles”, Combust. Explos. Shock Waves, Vol. 45, No. 3, pp. 278–285, (2009).

9. Bidabadi M. and Rahbari, A., “Novel analytical model for predicting the combustion characteristics of premixed flame propagation in lycopodium dust particles”, J. Mech. Sci. Technol., Vol. 23, No. 9, pp. 2417–2423, (2009).

10. Haghiri, A. and Bidabadi, M., “Modeling of laminar flame propagation through organic dust cloud with thermal radiation effect”, Int. J. Therm. Sci., Vol. 49, No. 8, pp. 1446–1456, (2010).

11. Daou, R., Daou, J. and Dold, J., “Effect of heat-loss on flame-edges in a premixed counterflow,” Combust. Theory Model., Vol. 7, No. 2, pp. 221–242, (2003).

12. فرشادی، سیروس، “احتراق جریان متقابل ابرذرات ارگانیک”، پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک (تبدیل انرژی)، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه علم و صنعت ایران، (1392).

13. Linan, A., “The asymptotic structure of counterflow diffusion flames for large activation energies,” Acta Astronaut., Vol. 1, No. 7, pp. 1007–1039, (1974).

14. Seshadri, K. and Trevino, C., “The influence of the Lewis numbers of the reactants on the asymptotic structure of counterflow and stagnant diffusion flames”, Combust. Sci. Technol., Vol. 64, No. 4–6, pp. 243–261, (1989).

15. Dvorjetski, A. and Greenberg, J.B., “Influence of non-unity Lewis numbers and droplet loading on the extinction of counter-flow spray diffusion flames”, Proc. Combust. Inst., Vol. 28, No. 1, pp. 1047–1054, (2000).

16. Wichman, I.S. and Yang, M., “Double-spray counterflow diffusion flame model”, Strain, Vol. 2, p. 2, (1998).

17. Daou, R., Daou, J. and Dold, J., “The effect of heat loss on flame edges in a non-premixed counterflow within a thermo-diffusive model”, Combust. Theory Model., Vol. 8, No. 4, pp. 683–699, (2004).

18. Fendell, F.E., “Ignition and extinction in combustion of initially unmixed reactants”, J. Fluid Mech., Vol. 21, No. 02, pp. 281–303, (1965).

19. Abramowitz, M. and Stegun, I.A., “Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables. National Bureau of Standards Applied Mathematics Series 55. Tenth Printing.,” (1972).

20. Burden, R.L. and Faires, J.D., “Numerical analysis. 2001”, Brooks/Cole, USA, (2001).

21. Rockwell, S.R. and Rangwala, A.S., “Modeling of dust air flames”, Fire Saf J., Vol. 59, pp. 22–29, (2013)