مطالعه عددی و تجربی مشعل ترکیبی متخلخل-شعله آزاد و مقایسه آن با مشعل متخلخل

احتراق پیش آمیخته در مشعل ترکیبی متخلخل- شعله آزاد و مشعل تمام­ متخلخل، در یک محفظه متقارن محوری به­ کمک شبیه ­سازی عددی مطالعه شده است. محیط متخلخل، که به شکل استوانه است، به ­گونه ­ای در امتداد محور سوراخ­ شده است که ترکیبی از مشعل متخلخل و شعله آزاد را به ­وجود می ­آورد. معادلات حاکم بر مسئله شامل معادلات پیوستگی، تکانه، انرژی، گونه ­ها و حالت با استفاده از روش عددی حجم محدود حل شده ­اند. در این شبیه ­سازی از سینتیک چندمرحله ­ای کاهش ­یافته و مدل آشفتگی Realizable k-e استفاده شده است. به­ منظور اعتبارسنجی نتایج عددی، نمونه­ ای آزمایشگاهی از این مشعل ساخته شده و مورد آزمون قرار گرفته است. نتایج عددی و داده ­های تجربی مطابقت خوبی با هم دارند. نتایج برای هر دو نوع مشعل مقایسه شده ­اند. نتایج نشان می ­دهد که شعله در مشعل ترکیبی بازه پایداری بزرگ­تری نسبت به مشعل متخلخل دارد. همچنین نتایج نشان می­ دهد مشعل ترکیبی متخلخل-شعله آزاد توان حرارتی را 50 درصد افزایش و آلاینده NO را 20 درصد کاهش می ­دهد.