بررسی اثر تخلخل در احتراق پیش مخلوط جریان متقابل در ابر ذرات ارگانیک

با توجه به نیاز روزافزون برای تحلیل واقعی تر شعله، در بررسی تحلیلی انتشار شعله، ذرات ارگانیک متخلخل در یک جریان متقابل پیش مخلوط همگن دوجزئی، متشکل از ذرات سوخت و هوا، مطالعه شده است. به دلیل فرض تک اندازه بودن ذرات متخلخل، از ذرات گیاه لایکوپدیوم در این بررسی استفاده شده است. این مطالعه در چارچوب یک مدل نفوذی حرارتی با فرض عدد لوئیس واحد و نرخ کرنش ثابت است. پروفیل سرعت متغیّر و تابعی از x (فاصله از مرکز تقارن) فرض شده است. ساختار شعله نیز سه ناحیه ای در نظر گرفته شده است: ناحیۀ پیش گرم ـ تبخیر، ناحیه نازک حدی واکنش و ناحیه پس از واکنش. عدد زلدویچ بزرگ انتخاب شده و از اتلاف حرارتی صرف نظر شده است. این مقاله به صورت تحلیلی، تغییرات دما و مکان شعله را برای ضرایب تخلخل گوناگون ارائه می دهد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش تخلخل، مقدار مادۀ در دسترس برای تبدیل شدن به گاز، کاهش می یابد. این کاهش باعث کاهش سرعت سوزش می شود؛ درنتیجه، مکان شعله به سمت سرعت های پایین تر حرکت می کند و دمای آن کاهش می یابد؛ همچنین میزان سوخت جامد باقی مانده و تبخیرنشده در محل شعله افزایش می یابد. این نتایج با فیزیک حاکم بر مسائل احتراقی و نتایج تجربی سازگار است.