مطالعه جریان واکنشی در ماده متخلخل در مقیاس حفره با در نظر گرفتن اثرات اغتشاش در جریان

این مقاله به بررسی شبیه¬سازی جریان واکنشی مخلوط هوا/متان در مقیاس حفره با هدف بررسی اثرات چند بعدی و توربولانس در مقیاس حفره می¬پردازد. ماده متخلخل در این مطالعه به صورت آرایش شطرنجی سیلندرهای مربعی شکل در نظر گرفته شده است. نتایج مربوط به انرژی جنبشی توربولانسی، دما، ساختار شعله، ضخامت شعله و سرعت شعله در نسبتهای هم¬ارزی متفاوت آورده شده¬اند. انرژی جنبشی توربولانسی در امتداد مشعل در اثر سیلندرهای جامد تولید شده و مقدار آن افزایش می¬یابد تا اینکه یک پرش ناگهانی را در مکان شعله در اثر افزایش سرعت به دلیل انبساط حرارتی ناشی از احتراق نشان می¬دهد. در تحقیق حاضر نشان داده شده است که در نسبتهای هم¬ارزی بالا اثرات توربولانس چشمگیر است. به دلیل افزایش اثر توربولانس در نسبتهای هم¬ارزی بالاتر روند تغییرات ضخامت شعله با نسبت هم¬ارزی بر خلاف جریان آرام می¬باشد و با افزایش نسبت هم¬ارزی ضخامت شعله افزایش می¬یابد. همچنین نشان داده شده است که سرعت شعله بی¬بعد و دمای اضافی در نسبتهای هم¬ارزی پایینتر به دلیل اتلاف حرارت کمتر از بالادست مشعل بیشتر از نسبتهای هم¬ارزی بالاتر است. ساختار دو بعدی شعله در داخل حفره¬های ماده متخلخل با استفاده از خطوط هم¬دما در این تحقیق نشان داده شده است.