پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک و مکاترونیک > مقطع دکتری > سال 1398
پدیدآورندگان:
حبیب کلاهدوز [پدیدآور اصلی]، محمد حسن کیهانی[استاد راهنما]، محسن نظری[استاد راهنما]، رضا ابراهیمی [استاد مشاور]
چکیده: با توجه به اهمیت احتراق گازها که یک مسئله مهم درزمینه تولید، انتقال و بهره‌برداری از آن‌ها است، مطالعه و پیش‌بینی رفتار شعله و شرایط تأثیرگذار بر آن بسیار حائز اهمیت می‌باشد. رفتار شعله در یک محیط بسته دارای پیچیدگی بیشتری نسبت به احتراق در محیط باز است، ازاین‌رو تمرکز بر روی این فرایند نیازمند توجه ویژه‌ای است. تحت شرایطی در صورت ایجاد یک منبع انرژی ضعیف به‌عنوان جرقه در داخل مخلوط پیش آمیخته گازی، جبهه شعله آرام شکل‌گرفته و فرایند احتراق شروع می‌گردد. درنتیجه فراهم شدن شرایط ازجمله آشفتگی جریان و شرایط مرزی دیواره‌ها، شعله توانایی این را دارد که از حالت آرام به حالت شعله‌وری سریع و نهایتاً تبدیل به انفجار شود که این پدیده بسیار مخرب و خطرآفرین است. فرآیند انتشار جبهه شعله در داخل مخلوط گازی وابسته به نوع جریان و ماهیت شیمیایی سوخت گازی و شرایط مرزی حاکم متفاوت بوده که موجب ناپایداری‌های گوناگون در جبهه شعله می‌گردد و سرعت انتشار جبهه شعله شدیداً به این امر وابسته است. با توجه به پژوهش‌های انجام‌شده درگذشته که در بخش مربوط بیان‌شده، جای مطالعه اثرات محیط متخلخل بر میدان جریان احتراقی و مشخصات شعله ازجمله تغییرات فشار، سرعت سوختن و ساختار جبهه شعله خالی است و کار حاضر بررسی آزمایشگاهی انتشار جبهه شعله پیش آمیخته متان-هوا در یک کانال بسته و تأثیر محیط متخلخل بر ساختار جبهه شعله و پارامترهای مؤثر بر انتشار آن است. اثرات محیط متخلخل به‌صورت ایجاد مانع‌های متخلخل در مسیر رشد شعله و میدان جریان در یک محفظه بسته به‌صورت آزمایشگاهی مطالعه شده است. اثر این مانع‌ها در چهار فاصله مختلف از محل جرقه به‌صورت، حالت 1: 5cm ، حالت 2: 10cm ، حالت 3: 15cm و حالت 4: 20cm بررسی‌شده است. تأثیر مانع‌های متخلخل با در نظر گرفتن ارتفاع‌های مختلف (30،25،20 و 35 میلی‌متر) آن نیز بررسی‌شده است. جهت تمرکز بر اثرات مانع متخلخل نیز برای یک نمونه با ارتفاع 20 میلیمتر از مانع صلب که از جنس چوب انتخاب‌شده نیز موردمطالعه قرارگرفته است. نتایج به‌دست‌آمده بیان‌گر این واقعیت است که میزان آشفتگی ایجادشده در میدان جریان توسط مانع‌های متخلخل سرعت فرایند انتشار شعله در داخل کانال را افزایش داده و عموماً شتاب مثبت اولیه شعله را نسبت به حالت بدون حضور مانع، برای مدت‌زمان بیشتری حفظ کرده و در بعضی موارد موجب افزایش شتاب شعله نیز شده است. محیط متخلخل در مقایسه با محیط صلب خاصیت ویژه داشته که در نتایج قابل‌مشاهده است و آن جلوگیری از تشدید موج‌های فشاری ایجادشده از فرآیند احتراق در میدان جریان است. دیده می‌شود که در مانع صلب موج‌های فشاری تقویت‌شده‌اند. افزایش اندازه ارتفاع مانع‌های متخلخل موجب افزایش آشفتگی در میدان جریان شده و ساختار انتشار جبهه شعله را تغییر داده است. در مورد تغییرات فشار داخل محفظه نیز حضور مانع‌ها تأثیر قابل‌توجهی داشته که موجب کاهش فشار حداکثری در داخل محفظه شده است. البته این مطلب قابل‌توجه است که مانع‌های متخلخل تأثیر کاهشی بیشتری بر روی حداکثر فشار ایجادشده در داخل محفظه، نسبت به مانع صلب داشته است. تغییر ارتفاع مانع‌های متخلخل نیز به‌طور عمومی با افزایش ارتفاع، فشار حداکثری ایجادشده در داخل محفظه، در زمان کوتاه‌تری شکل‌گرفته است. فشار داخل محفظه نیز برای حالت‌های 1 تا 4 در مانع متخلخل و 1 تا 3 در مانع صلب در زمان 200 میلی‌ثانیه مقدار حداکثری خود را تجربه کرده است. برای حالت 4 در مانع صلب زمان موردنظر 100 میلی‌ثانیه بوده است و درواقع این شرایط آشفته‌ترین حالت در میان آزمایش‌های صورت گرفته بوده و افزایش فشار با سرعت بیشتری نسبت حالت‌های دیگر ازنظر زمانی شکل‌گرفته است. حداکثر فشار ایجاد شده در داخل محفظه با حضور مانع متخلخل با ارتفاع 20 در چهار حالت، نسبت به حالت بدون حضور مانع به ترتیب: 6، 9، 3 و 11 درصد کاهش داشته و با حضور مانع صلب به ترتیب 2، 0.2، 1 و 2 درصد کاهش داشته است و دلیل فیزیکی آن اضافه شدن سطوح مانع‌ها در داخل محفظه بوده، که موجب افزایش اتلاف حرارتی مخلوط احتراقی و کاهش فشار آن شده است.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#مخلوط متان-هوا؛ محفظه بسته؛ مانع متخلخل؛ مانع صلب.
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)