در این پایان نامه فرایند گذر از احتراق آشفته به انفجار ddt در داخل یک لوله با استفاده از روشهای عددی شبیه سازی شده است.برای حل معادلات حاکم از نرم افزار فلونت استفاده شده است.معادلات به کمک الگوریتم کوپلینگ فشار-سرعت حل شده اند.پس از شبیه سازی و مقایسه ی نتایج حاصل با داده های موجود و اطمینان از درستی روش حل،سعی شده تا با استفاده از موانعی در داخل لوله و تغییر فاصله ی بین موانع و تغییر نسبت انسداد (که به صورت نسبت مساحت سطح مسدود شده به مساحت سطح مقطع لوله تعریف می شود)آنها طول پیش از انفجار کاهش داده شود.شبیه سازی به صورت دو بعدی بوده و مدل ساخته شده یک لوله به طول cm40 و قطر داخلی cm10می باشد. ترکیب مورد استفاده مخلوط استوکیومتری متان-اکسیژن بوده و این ترکیب به صورت از پیش مخلوط در داخل لوله موجود است.دمای اولیه k300و فشار اولیهbar1می باشد.مکانیزم دارای16گونهch2)،ch،ch2o،hco،coh2،h،o2،o،oh،ho2،h2o2،h2o،co2،c،ch4،ch3)و متشکل از 58 واکنش می باشد.محدوده ی تغییر نسبت انسداد بین %28=br تا %75=br می باشد.فاصله ی بین موانع نیز ازcm2/1=s تا cm10=s تغییر می کند.نتایج به دست آمده از شبیه سازی با فاصله ی بین موانع(s) و نسبت انسدادهای (br) مختلف به صورت زیر می باشد:1- تعداد مانع بیشتر در واحد طول باعث افزایش میزان آشفتگی شده و سطح شعله سریع تر رشد کرده و بنابر این سرعت شعله سریعتر افزایش می یابد.2- اگر فاصله ی بین موانع به اندازه ی کافی زیاد باشد،دیواره ی ماخ به آسانی تشکیل شده و ddt راحت تر اتفاق می افتد.3-وجود موانع با نسبت انسداد کوچک یا متوسط باعث افزایش آشفتگی شده و طول پیش از انفجار را کاهش می دهد.4- موانع با نسبت انسداد بالا مانع از شتاب گیری مناسب شعله شده و طول پیش از انفجار را افزایش می دهند. در یک لوله ی ساده با مشخصات ذکر شده و بدون استفاده از موانع در داخل لوله طول پیش از انفجارcm34می باشد . در حالت بهینه که در آن از6 مانع با %59=br با فاصله ی بین مانعی cm2/9=s در 20 سانتیمتر ابتدایی لوله استفاده شده است ، طول پیش از انفجار به دست آمده cm 15می باشد که متناظر با کاهش تقریبا 55 درصدی در طول پیش از انفجار می باشد.

هدف از این بررسی مطالعه تجربی اثر فاصله بین صفحات ارفیس و نسبت انسداد برپدیده گذر احتراق به انفجار در لوله هایی است که در بخشی از طول آنها صفحات ارفیس بکار رفته است. بدین منظورلوله انفجاری طراحی وساخته شده است، طول لوله بکار رفته در این پژوهش 3 متر و قطرداخلی آن 10 سانتیمتر بوده ، مخلوط مورد آزمایش متان، اکسیژن و نیتروژن (با ترکیب 25 درصد متان، 50 درصد اکسیژن و 25 درصد نیتروژن) است. همه آزمایشها در فشار و دمای محیط انجام شده است. آزمایشها در سه نسبت انسداد 40%= br ، 60%= br و 70%= br صورت گرفته است. فاصله ی بین صفحات اورفیس نیز ازcm 2s= تاcm 6s= تغییر می کند.جهت ایجاد جرقه از یک شمع الکتریکی در انتهای لوله استفاده شده است. جهت تعیین محل وقوع پدیده گذر احتراق به انفجار از صفحات دود اندود استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که وابستگی طول پیش از انفجار به فاصله بین موانع در نسبت های مختلف متفاوت است. در اکثر موارد با افزایش نسبت انسداد طول پیش از انفجار افزایش می یابد و میزان این افزایش در فواصل بین مانعی بزرگتر بیشتر است. همچنین در نسبت های انسداد پایین اثر فاصله بین موانع بر طول پیش از انفجار ناچیز می باشد.

چکیده توربینهای گازبعنوان یکی ازمولدهای توان نقش قابل توجهی درصنایع مختلف دارند. توربین گازاز سه قسمت اصلی کمپرسور،محفظه ی احتراق وتوربین تشکیل شده است. یکی از اجزامهم این سیستم ها، محفظه ی احتراق است که فرآیند انجام شده دراین بخش از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه علم آئرودینامیک نقش مهمی را در بررسی عملکرد یک محفظه احتراق ایفا می کند . توزیع مناسب هوا دراین قسمت، اهمیت زیادی درکاهش دمای گاز های خروجی ودر نتیجه کاهش تنشهای حرارتی اعمالی به پره های توربین ، کاهش آلایندگی و افزایش راندمان سیکل مورد نظروخنک کاری بهتر محفظه دارد. عوامل موثربرتوزیع مناسب هوا شامل پارامتر های هندسی وپارامترهای جریان می باشند. پارامتر های هندسی در بر گیرنده شکل ونوع ومحل سوراخهای لاینر وپارامترهای جریان از قبیل ، فشار استاتیک وسرعت جریان می باشند. در کار حاضر ابتدا پارامترهای هندسی وجریان وروابط تجربی موجود در مورد ورودیهای هوا به محفظه بررسی شده و سپس افت فشار یک نوع از این سوراخها ویک سویلربه کمک cfd بررسی شده است. در ادامه با نوشتن کد یک بعدی، توزیع جرم برای یک محفظه خاص بدست آمده است. در نهایت نتایج حل عددی وکد یک بعدی توزیع جرم با نتایج تجربی موجود اعتبار سنجی شده است. واژه های کلیدی: توربین گاز ،لاینر، ،محفظه ی احتراق،ضریب تخلیه،cfd

چکیده پایان نامه پدیده گذر احتراق به انفجار ddt به منظور افزایش ایمنی تاسیسات و نیز کاربردهای جدید آن مانند موتورهای پالسی انفجاری همواره مورد توجه بوده است . یکی از عوامل کاهش طول پیش از انفجار به کار بردن صفحات ارفیس در بخش ابتدایی لوله است. در این پایان نامه اثر صفحات ارفیس بر طول پیش از انفجار به صورت عددی بررسی شده است.اثر نسبت انسداد (که به صورت نسبت مساحت سطح محدود شده به مساحت سطح مقطع لوله تعریف می شود) و فاصله بین صفحات ارفیس بر طول پیش از انفجار بررسی شده است. معادلات حاکم بر جریان محترق آشفته در مختصات دو بعدی (با تقارن محوری ) برای لوله ای به طول m3 و قطر داخلی cm10 حل شده است . دمای اولیه k300 و فشار اولیه bar1 می باشد. مخلوط مورد آزمایش متان، اکسیژن و نیتروژن (با ترکیب 25 درصد متان، 50 درصد اکسیژن و 25 درصد نیتروژن) است. نسبت انسداد صفحات ارفیس 40%، 60% و 70% با فاصله ی بین صفحات اورفیس cm 2، cm4 وcm 6 وcm8 در نظر گرفته شده است. برای تحلیل واکنش های شیمیایی از مکانیزمی با 21گونه و 84 واکنش رفت وبرگشتی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد : 1- تعداد صفحات ارفیس بیشتر در واحد طول باعث افزایش میزان آشفتگی شده و سطح شعله سریع تر رشد کرده و بنابر این سرعت شعله سریعتر افزایش می یابد 2- اگر فاصله ی بین صفحات ارفیس به اندازه ی کافی زیاد باشد،دیواره ی ماخ به آسانی تشکیل شده و ddt راحت تر اتفاق می افتد 3- وجود صفحات ارفیس با نسبت انسداد کوچک یا متوسط باعث افزایش آشفتگی شده و طول پیش از انفجار را کاهش می دهد 4- صفحات ارفیس با نسبت انسداد بالا مانع از شتاب گیری مناسب شعله شده و طول پیش از انفجار را افزایش می دهند.

چکیده: در این پژوهش مولد موج انفجار پالسی طراحی و ساخته شده است. این مولد از گاز متان به عنوان سوخت و از گاز اکسیژن به عنوان اکسید کننده استفاده می کند. دستگاه مولد موج انفجاری شامل مدار تغذیه، مدار فرمان ، شیرهای مناسب جهت کنترل جریان سوخت و اکسید کننده، شعله پوش ، سیستم اختلاط سوخت و اکسید کننده ، سیستم اشتعال ، فنر شلخین و لوله اصلی است. به منظور سهولت نصب فنر شلخین ، لوله انفجاری بصورت دو تکه ساخته شده است. ابعاد لوله به کار رفته به طول 150 سانتی متر و قطر 2.5 سانتی متر است. در این مولد موج انفجاری پالسی سوخت و اکسیدکننده در دو مخزن جداگانه قرار گرفته اند و برای اختلاط مناسب آنها در مسیر ورود به لوله انفجاری سیستم اختلاط مناسبی قرار داده شده است. با انجام آزمایشات گوناگون کارآیی دستگاه ساخته شده برای رسوب زدایی بررسی گردیده است. بررسی تصاویر برخورد موج-های انفجاری با رسوب نشان می دهند که موج انفجاری ابتدا باعث ایجاد شکست و سپس جدایش رسوب می گردد. همچنین استفاده از موج انفجاری جهت رفع انواع رسوبات با ترکیبات مختلف نیازمند بررسی بیشتر است.

از آنجایی که هیدروژن دارای دانسیته ( انرژی بر واحد حجم ) پائین است، موتور هیدروژن سوز دارای توان خروجی پائین تری نسبت به موتور بنزینی می باشد. جهت بالا بردن توان خروجی ، در این پروژه از سوپر شارژر استفاده می کنیم، ضمن اینکه اثرات نسبت تراکم جهت بالا بردن توان موتور مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین از آنجایی که تنها آلاینده موتور هیدروژن سوز nox می باشد، بنابراین استفاده از بازخورانی گازهای خروجی و کاهش نسبت هم ارزی سوخت و هوا مورد بررسی قرار میگیرد. ضمن اینکه با تغییرات دور موتور نیز می توان توان و آلایندگی را تغییر داد.

پایان نامه حاضر یک مطالعه همه جانبه و کلی درباره کاربرد مخلوط های گاز طبیعی و هیدروژن در موتورهای احتراق داخلی می باشد. در این پروژه سعی شده که با بیان تاریخچه تحقیقات صورت گرفته در این زمینه و با ارزیابی جامع سوخت های هیدروژن و گاز طبیعی بصورت جداگانه و مقایسه ای، دید صحیحی از این دو سوخت در اختیار قرار داده شود. بیشتر انرژی های مورد استفاده در دنیا، سوخت های فسیلی هستند. سوختن این سوخت ها ضایعات مضری بر جای میگذارند که این ضایعات اثرات خطرناکی بر محیط زیست خواهند داشت. نه تنها استفاده پیوسته از مقادیر زیاد سوخت های فسیلی، یک خطر جدی برای محیط زیست به حساب می آید بلکه مقادیر این سوختها نیزمحدوداست. مساله دیگر در رابطه با نفت، آلودگی های به جا مانده نظیر co2، nox، co و هیدروکربنها hc است. در این ارتباط، به کارگیری روش هایی جهت استفاده از سوخت های تجدید پذیر به عنوان افزودنی یا مخلوط با سوخت های فسیلی می تواند زمینه لازم را جهت کاهش مصرف سوخت های فسیلی و کنار گذاشتن تدریجی آنها تا پیشرفت و کسب دانش لازم جهت استفاده کامل از منابع تجدید پذیر مهیا کند. از دیدگاه قابلیت تطبیق پذیری موتورهای احتراق داخلی، هیدروژن به دفعات به عنوان سوخت جایگزین استفاده شده است و به این علت کاندید اصلی به کارگیری به عنوان سوخت جایگزین سوخت های فسیلی است. هیدروژن مشکلات عملی سوخت های مایع نظیر محبوس شدن بخار، سخت شدن دیواره سرد، تبخیر ناکافی، مخلوط رقیق و غیره را ندارد. هیدروژن مشخصات سوخت تمیز را دارد. وقتی هیدروژن سوخته می شود محصولات سمی نظیر هیدروکربنها، مونواکسیدکربن، اکسیدسولفور، اسیدهای ارگانیک و دی اکسید کربن تولید نمی شوند و به عوض آن محصول اصلی آب است. در دنیای امروزی جایی که تأثیرات گرم شدن کره زمین یک مساله جدی است فایده اصلی سوخت هیدروژن این است که گاز گلخانه ای دی اکسید کربن را اصلا تولید نمی کند. سوخت های جایگزین فعلی (ng و هیدروژن ) مورد مطالعه قرار گرفته اند و طبق تحقیقات ثابت شده اند که ایمن، اقتصادی و دارای مزایای علمی و مفید در چرخه حیات هستند. محاسبات بر اساس مدل شبه بعدی (quasi-dimensional) و با ترکیبات حجمی 10%، 20% و 30% هیدروژن توسط نرم افزار matlab صورت گرفته است. از آنجا که درصد بالایی از سوخت گاز طبیعی را متان تشکیل داده است، در این پروژه از خواص سوخت متان در محاسبات استفاده شده است. مدل احتراقی استفاده شده مدل توربولنت entrainment می باشد. مدل احتراقی بکار گرفته شده مدل وشنی (woschni) می باشد. به طور کلی با افزودن h2 ، آلودگی های hc، co2 و co کاهش، ولی آلودگی nox افزایش می یابد.که در این پژوهش نیز اینگونه نتیجه گرفته شده است. راندمان، به درصد h2 ، زمان جرقه، نسبت تراکم، نسبت هم ارزی و غیره وابسته است. مصرف سوخت با افزودن هیدروژن به متان کاهش می یابد و بازده حرارتی افزایش می یابد.