شبیه سازی عددی جریان احتراقی آشفته با استفاده از مدل pdf و بررسی اثر چرخش بر محصولات احتراق

در پایان نامه حاضر به مطالعه عددی و دو بعدی میدان جریان واکنشی، غیر پیش آمیخته و آشفته گاز طبیعی در یک محفظه احتراق استوانه ای متقارن پرداخته شده است. مدل های عددی متنوعی برای شبیه سازی پدیده احتراق در موقعیت های مختلف فیزیکی و شیمیایی ارائه شده است که در کار حاضر به بررسی برخی از آنها پرداخته شده است. در مرحله بعد مدل سازی احتراق غیر پیش آمیخته در یک محفظه احتراق استوانه ای و متقارن به کمک نرم افزار فلوئنت انجام شده است.از مدل احتراقیpdf در کنار مدل آشفتگی (sst)k-ω و مدل تشعشعی انتقال گسسته (dtrm) استفاده شده است. مقایسه نتایج به دست آمده برای توزیع دما و کسر مخلوط با نتایج تجربی و نتایج عددی حاصل از مدل های احتراقی دیگر نشان می دهد که مدل های عددی در نزدیکی خط مرکزی محفظه احتراق نتایجی دور از واقعیت را ارائه می کنند و نیاز به اصلاح حل عددی در این ناحیه احساس می شود. در سایر نقاط و برای غلظت سایر گونه های شیمیایی تطابق نسبی ما بین نتایج تجربی و عددی دیده می شود. در نهایت با وارد کردن جریان چرخشی به شرایط مسئله, اثر چرخش بر محصولات احتراق در سه عدد چرخش منتخب بررسی شده است . در حالت بیشینه ی عدد چرخش, کاهش دما به اندازه 140 درجه کلوین نسبت به حالت بدون چرخش در خروجی دیده می شود که این امر منجر به کاهش انتشار آلاینده nox در خروجی محفظه احتراق شده است. از طرفی این کاهش دما خود در اثر بالا رفتن غلظت گاز های حاصل از احتراق ناقص, از جمله co و h2 ایجاد شده است. افزایش غلظت گازی سمی همچون co را می توان از نکات منفی ورود چرخش در جریان های غیر پیش آمیخته دانست.