نویسنده
الحمیری، محمد خضیر عباس
تاریخ انتشار
2018-10
موضوع
مهندسی مکانیک
نوع
سند
زبان
انگلیسی
دیجیتال
بله
نسخه خطی
خیر
کتابخانه
دانشگاه اوزیغین
شماره ثبت
e15fc0ed-13d6-472b-a701-ed6a52795cfd
محل کتابخانه
گروه مهندسی مکانیک
تاریخ
2018-10
متن نمونه
در این پایان نامه از مدل بسته شدن شعله آشفته (TFC) و مدل شعله منسجم (CFM) شعله های پیش آمیخته آشفته به عنوان جریان حالت پایدار استفاده شده است. علاوه بر این، از مدل شبیه سازی گردابی بزرگ (LES) به عنوان جریان حالت ناپایدار استفاده شده است. اثرات پارامترهای مختلف آشفته مانند عدد رینولدز بر اساس مقیاس میکرو تیلور، شدت تلاطم مقیاس طول آشفتگی و ثابت مدل TFC بر روی احتراق برای جریان واکنش ثابت مدلسازی شدهاند. علاوه بر این، ویژگی های موج سینوسی، مانند دامنه پالس و فرکانس برای جریان واکنش ناپایدار برای نشان دادن رفتار توپولوژی شعله و محل شعله احتراق جریان جت از احتراق پروپان-هوای لاغر استفاده می شود. شبیه سازی ها با بارهای حرارتی 3، 5 و 9 کیلووات در سرعت ورودی ثابت و نسبت هم ارزی به دست می آیند. معادلات انتقال برای متغیر پیشرفت (c) بر حسب میانگینهای رینولدز و فاور نشان داده شدهاند و از شرایط سرعت واکنش برای محاسبه آزاد شدن گرما در شرایط مختلف جریان آشفته استفاده میشود. نتایج با داده های تجربی موجود از مطالعات عملکرد احتراق مقایسه شده است. احتراق پیش مخلوط بدون چربی تحت تأثیر آشفتگی شبکه فعال به صورت محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با آزمایشها مقایسه شد. در آزمایشها، شبکههای فعال عرضی و طولی آشفتگی ایجاد کردند. آزمایشها برای تولید یک شعله گاز از پیش مخلوط شده در توان ورودی 3، 5 و 9 کیلووات انجام شد. مدلسازی سوزاندن آشفته مانند مدلهای CFM، TFC و LES برای انجام شبیهسازیها تحت شرایط مختلف جریان آشفته به ترتیب به عنوان جریانهای حالت پایدار و ناپایدار اجرا شد. شرایط جریان آشفته بهدستآمده در شبیهسازیها با نرخ اتلاف اغتشاش ( ) و انرژی جنبشی آشفته ( ) در ناحیه ورودی برای جریان واکنش ثابت مشخص شد. همه شبیهسازیها برای شبیهسازی جریانهای واکنش آشفته در نسبتهای هم ارزی 0.606 و 0.588 برای تخمین شرایط احتراق پروپان استفاده شد. میدان انتشار حرارت برای مقایسه با موارد تجربی استفاده شد. توافق قابل قبولی بین شبیه سازی ها و نتایج تجربی یافت می شود. توپولوژی شعله در مدل CFM نسبت به مدل TFC شبیهسازی شده به تلاطم حساستر است و با افزایش مکان شعله به سمت ناحیه ورودی حرکت میکند. مدل های CFM و TFC به عنوان یک پارامتر اساسی مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه بر این، در مدل LES، تلاطم با تنظیم ویژگی های یک موج سینوسی مانند و . سه مدل عددی برای پیشبینی توپولوژی شعله و مکان شعله در شرایط جریان آشفته مختلف استفاده شد و سه نتیجه متفاوت در مقایسه با آزمایشها یافت شد. علاوه بر این، زمینههای انتشار گرما، کسر جرم گونهها و توزیع دما در خط مرکزی محفظه احتراق مورد بررسی قرار گرفت. پس از کالیبره شدن مدل TFC، بهترین مقدار ثابتی که با آزمایش مطابقت دارد، A = 0.37 بود. تمامی شبیه سازی های عددی در نرم افزار STAR CCM+ v10.02 و v12.04 انجام شد. سرعت شعله آشفته از فرمول زیمونت به دست آمد و نتایج نشان داد که مکان شعله و توپولوژی تنها تحت تأثیر معادله جدید به دست آمده برای . نتایج نشان داد که در نمودار بورگی، احتراق در نواحی شعلههای چروکدار و موجدار رخ میدهد. در مقدار کم، توپولوژی شعله در مدل TFC با توجه به محور عمودی محفظه احتراق چروکیده و متقارن بود، در حالی که در مقادیر متوسط و بزرگ، توپولوژی شعله کاسپها را نشان میدهد. در مقابل، رفتار توپولوژی شعله در مدل CFM ثابت نبود و مانند قارچ بود و شعلهها با افزایش به سمت نواحی ورودی حرکت کردند. علاوه بر این، در مدل LES، V شکل و بال های موجدار شعله شکل گرفت. شعله توپولوژی و مکان را در شرایط جریان آشفته مختلف دامنه ضربان و فرکانس تغییر داد. بررسی توپولوژی شعله برای احتراق جریان جت می تواند برای تعدیل موثر طراحی مشعل توربین گاز یا سایر مطالعات احتراق آشفته استفاده شود. بررسی توپولوژی شعله در محفظه احتراق با شرایط جریان متلاطم مختلف در کنترل محل شعله برای کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و افزایش راندمان توان یا حتی طراحی تکنیک های تولید پیشگام مربوط به شعله مهم است. karıştırılmış alevlerin koherent alev modeli (CFM) kullanılmıştır. Ayrıca, kararlı olmayan akış olarak büyük eddy simülasyonu (LES) modeli kullanılmıştır. Taylor mikro skalası Reλ, türbülans uzunluk skalası lt türbülans şiddeti Ti temelli Reynolds sayısı ve yanma üzerindeki TFC model A'nın sabiti gibi farklı türbülans parametrelerinin etkileri, sürekli tepki verençınak. Buna ek olarak, salınım A_o'nun genliği ve frekans f gibi sinüzoidal dalganın özellikleri, alev topolojisinin davranışını ve yalın propan-hava yanmasının jet akış yanma odasının alev konumunçinkışınakizek kullanılır. Simülasyonlar sabit giriş hızı ve eşdeğerlik oranında 3, 5 ve 9 kW termal yüklerle elde edilir. İlerleme değişkeni (ج) için taşıma denklemleri Reynolds ve Favre ortalamaları cinsinden gösterilmiştir ve farklı türbülanslı akış koşullarında ısı salınımını hesaplamak için ortalama reaksiırımılızı. سونوچلار، یاکیچی پرفورانس ها چالیشمالاریندان الده ائدیلن مئوکوت دنیسل وریلر ایله کارشیلاشتیریلمیشتیر. آکتیف یزگارا توربولانسینین اتکیسی آلتینداکی اونجدن کاریشتیریلمیش یانما ایشلمی، سائیسال اولارک اینجلنمیشتر و سونوچلار دنیلرله کارشیلاشتیریلمیشتیر. دنیلرده، انینه و اوزونلاماسینا اکتیف یزگارالار توربولانسا ندن اولموشتور. Deneyler, 3, 5 ve 9 kW 'lık bir giriş gücünde önceden karıştırılmış bir gaz alevi üretmek için gerçekleştirilmiştir. CFM, TFC و LES modelleri gibi türbülanslı yanma modellemeleri, sırasıyla sabit ve kararsız durum akışları olarak farklı türbülanslı akış koşullarında simülasyon yapmak için uygulanmıştır. Deneylerde elde edilen türbülanslı akış koşulları، giriş bölgesinde türbülans (ε) و توربولانسلی کینتیک انرژینین (k) yayılma oranı ile belirlenmiştir. Tüm simülasyonlar, propanın yanma koşullarını etmek için 0,625 ve 0,588 eşdeğerlik oranlarında türbülanslı reaksiyon akışlarını simüle etmek için kullanılmıştır. Isı bırakma alanı deneysel vakalarla karşılaştırılmak için kullanılmıştır. Simülasyonlar ve deney sonuçları arasında kabul edilebilir bir anlaşma bulundu. Alev topolojisi, CFM modelindeki türbülansa TFC modeli ile simüle edilene göre daha hassastır ve alev bölgesi, Reλ artırarak giriş bölgesine doğru hareket etmiştir. Her iki modelde de, bir Taylor mikro skalasına (Reλ) dayalı Reynolds sayısını temel bir parametre olarak kullanılmıştır. Ek olarak، LES modelinde، türbülans، A_o ve f gibi bir sinüzoidal dalganın özelliklerini belirleyerek elde edilmiştir. Alev topolojisini ve farklı türbülanslı akış koşullarındaki alev yerini tahmin etmek için üç sayısal model kullanılmış ve deneylerle karşılaştırıldığında üç farklı sonuç bulunmuştur. آیریجا، یانما آلانینین مرکزی هاتینداکی ایسی یاییلیمی، تور کوتل فراکسیونو و سیجاکلیک داغیلیمی آلانلاری اینسلنمیشتیر. TFC modeli kalibre edildikten sonra, deneyi eşleştiren sabit A'nın en iyi değeri A = 0.37 olarak bulunmustar. Tüm sayısal simülasyonlar STAR CCM + v10.02 ve v12.04 yazılımlarında gerçekleştirilmiştir. Çalkantılı alev hızı Ut Zimont formülünden türetilmiştir ve sonuçlar, alev konumu ve topolojinin, Ut için türetilmiş yeni denklem tarafından önerilen Reλ tarafından etkilendiğini göstermistir. سونوچلار، یانمانین بورگی دیاگرامینداکی کیریشمیش و اولوکلو شعله بولگلرینده میدانا ژلدیغینی گؤسترمیشتر. دوشوک بیر "ری" د، دغر تی اف سی مدلیندکی آلو توپولجیسی بوروشتوروکونون دیکی اکسنینه گوره بوروشموش و سیمتریک ایکن، اورتا و بویوک Reλ değerlerinde alev topolojisi cusps sergilemiştir. CFM modelindeki alev topolojisi davranışı farklı Reλ 'da sabit değildi ve bir mantar şekli gibi ve alevler Reλ artırarak giriş bölgelerine doğru hareket etmistir. Ayrıca LES modelinde، alevin V şekli ve oluklu kanatları oluşturulmuştur. Alev, salınım ve frekansın farklı türbülans koşullarında topoloji ve yer değiştirildi. جت akış yakıcıları için alev topolojisi araştırması, gaz türbini brülör tasarımı veya diğer türbülanslı yakma çalışmaları için iyi module edilmek üzere kullenılabilir olumistirözu. Alev topolojisindeki alev topolojisinin çeşitli türbülanslı akış koşulları ile incelenmesi gerekmehtedir.
