توسعه کد ترمودینامیکی برای تعیین سرعت سوختن در مخلوط گاز طبیعی- هوا و گازهای باقی مانده

کد ترمودینامیکی موجود برای محاسبه سرعت سوختن ورقه ای از جمله کدهای معتبر و قوی در این زمینه بوده که در بسیاری از منابع مورد استفاده قرار می گیرد. اما مطالعات تازه با شرایط اولیه جدید، استفاده از سوخت های ترکیبی و استفاده از گازهای باقی مانده و رقیق کننده ها به عنوان افزودنی در مواد اولیه ملاحظاتی را در کد می طلبد. همچنین پیدایش روش های جدید برای محاسبه خواص ترمودینامیکی در محدوده های دمایی مختلف از طریق برازش منحنی به داده های تجربی، اعمال روش های سعی و خطای جدید برای کوتاه شدن زمان پردازش کد و روش های جدید برای بررسی شرایط تعادلی مخلوط سوخته، نیاز به ارتقاء کدهای موجود به جهت افزایش کارایی آن ها را ضروری جلوه می دهد. در این پایان نامه کد مربوطه برای پوشش دادن شرایطی ارتقاء داده شد که در آن از گازهای باقی مانده از آزمایشات قبلی و رقیق کننده ها با درصدهای مختلف در کنار مخلوط سوخت با هوا استفاده شد. همچنین به منظور بررسی کارایی کد ترمودینامیکی ارتقاء یافته، داده های تجربی وسیعی با انجام آزمایشات در یک بمب کروی حجم ثابت با حجم 416 سانتی متر مکعب با استفاده از مخلوط های گاز طبیعی- هوا و گازهای باقیمانده در شرایطی با فشارهای اولیه 5/1، 2، 3 و 4 بار، دمای اولیه 369 کلوین، نسبت هم ارزی 0/9 تا 1/1 و مقدار گازهای رقیق کننده از 0 تا 15 درصد حجمی استخراج شد و به عنوان ورودی به کد ترمودینامیکی اعمال و سرعت سوختن محاسبه گردید. در نهایت آنالیز خطا برای سرعت سوختن حاصله انجام شد و ستون های خطای مربوطه رسم گردید. نتایج حاصله، انحراف بیشینه 3/3% در نتایج را نشان داد. همچنین دو رابطه همبستگی جدید برای سرعت سوختن ورقه ای یکی بر حسب نسبت هم ارزی و دیگری بر حسب کسر مولی گازهای رقیق کننده بدست آمد که حداکثر انحراف نتایج بدست آمده از رابطه همبستگی با نتایج داده های تجربی 3/8% برآورد شد. همچنین به منظور معتبرسازی، نتایج کار حاضر با کار لیااو و همکاران مقایسه و اختلاف 4/5% مشاهده گردید. نتایج حاصل از کار تجربی، کاهش سرعت سوختن ورقه ای را در اثر افزایش فشار اولیه از 1/5 به 2، از 2 به 3 و از 3 به 4 بار به ترتیب به میزان 23%، 7/2% و 18/2% نشان می دهد. همچنین افزایش درصد حجمی گازهای رقیق کننده با گام 5% از 0 تا 15% به طور مثال در فشار اولیه 1/5 بار باعث کاهش سرعت سوختن ورقه ای به ترتیب به میزان 16/46%، 11/86% و 20/04% گردید.