نقشه‌های دینامیک شعله برای احتراق رقیق هیدروژن – هوا در میکروکانال گرم شونده

در کار حاضر، دینامیک های شعله برای احتراق پیش آمیخته رقیق هیدروژن – هوا در یک میکروکانال گرم شونده با استفاده از شبیه سازی عددی استخراج می‌شود. به منظور شبیه سازی پدیده احتراق در این مقیاس معادلات نویر-استوکس به همراه معادلات بقای انرژی و بقای گونه با فرمولبندی عدد ماخ پایین و با در نظر گرفتن سینتیک جزیی در نظر گرفته می‌شود. با توجه به شرایط مختلف، سه رژیم خاموشی-اشتعال مکرر، رژیم پایای متقارن و رژیم پایای نامتقارن برای شعله مشاهده می‌شود. فیزیک حاکم بر رژیم‌های مختلف، تاثیر سرعت جریان ورودی، نسبت هم‌ارزی و عرض کانال بر رژیم‌های شعله بررسی می گردد. رژیم خاموشی-اشتعال مکرر در سرعت‌های پایین و در نزدیکی حد شعله وری پایین مشاهده می‌شود. با افزایش سرعت جریان ورودی و ایجاد تعادل بین مقیاس زمانی واکنش و مقیاس زمانی اقامت سیال در کانال، شعله‌ای پایا و متقارن درون کانال مشاهده می‌شود. در این حالت مقدار بیشینه دما و کسر جرمی گونه‌ها بر روی خط تقارن کانال قرار دارد. در ادامه با افزایش سرعت جریان ورودی در یک کانال معین، شعله در ناحیه خط تقارن کانال، به سمت پایین‌دست جریان حرکت می‌کند و در نزدیکی دیوار کشیده می‌شود. در این حالت سطح جبهه شعله مستعد ناپایداری می‌باشد و تحت تاثیر اغتشاشات موجود در کانال، جبهه شعله ناپایدار می‌شود. نقشه‌های رژیم شعله در ابعاد کوچک، برای مخلوط هیدوژن-هوا براساس سه پارامتر سرعت جریان ورودی، نسبت هم‌ارزی و عرض کانال در یک میکروکانال ارائه گردید.