اندازه‏ گیری و ارائه معادله نیمه تجربی سرعت شعله آرام سوخت ترکیبی متان و ایزواکتان

استفاده از سوخت‏‏های ترکیبی از موضوعات مهم در صنعت خودرو است که چند سال اخیر مورد توجه زیاد پژوهشگران این حوزه قرار گرفته است. استفاده از قابلیت‏‏های بالقوه هر یک از سوخت‏‏‏های پایه در یک سوخت ترکیبی موجب هم­افزایی و بهبود عملکرد احتراق موتور خواهد شد. در این تحقـیق، سرعت شعله آرام (به‏عنوان یک خاصیت ذاتی مخلوط اشتعال پذیر) سوخت متان (سوخت پایه گاز طبیعی) و ایزواکتان (سوخت پایه بنزین) و ترکیب آنها، بررسی شد. با استفاده از روش فشار جزئی در تعیین غنای مخلوط، ایزواکتان و متان (با کسر‏‏های مولی 70% و 95% در سوخت ترکیبی) به محفظه حجم ثابت در دما‏‏های 368، 408 و 448 کلوین و فشار 1، 2.5 و 5.5 بار تزریق شدند و بعد از ورود هوا و ایجاد جرقه در مرکز محفظه، از مراحل انتشار شعله کروی به روش نوری شلیرین عکسبرداری شد. سپس با پردازش تصاویر، سرعت شعله آرام و طول مارک اشتاین استخراج شد. برای شبیه‏سازی عددی سرعت شعله آرام، از الگوی شعله تخت یک بعدی پیش مخلوط در نرم‏افزار کمکین و با سازوکار سینتیکی توسعه داده شده برای مخلوط متان و ایزواکتان استفاده شد و با نتایج آزمون‏های تجربی مقایسه شدند. بعد از شبیه‏سازی عددی معادله همبسته (نیمه تجربی) برای محاسبه سرعت شعله سوخت ترکیبی که تابعی از دما، فشار، غنا و نسبت جرمی متان در سوخت ترکیبی باشد ارائه شد. استفاده از این معادله، دقت بسیار خوبی در تخمین سرعت شعله آرام سوخت ترکیبی در دما و فشار و نسبت جرمی ‏های مختلف دارد.