ارائه‌کننده: نعمت الله پناهی
استاد راهنما: دکتر محمد ضابطیان طرقی
استاد مشاور: دکتر کیومرث مظاهری بادی
استاد ناظر داخلی: دکتر سید محمد جعفر سبحانی
استاد ناظر خارجی: دکتر مقداد صفاری پور
تاریخ: 1402/12/26
ساعت: 13:30
مکان:  دانشکده مکانیک – اتاق سمینار منفی یک

چکیده:
در تحقیق حاضر اثر افزودن جت هوا به مشعل جریان چرخشی طبقه‌­ای بررسی‌شده است. مشعل جریان چرخشی طبقه‌­ای شامل دو ورودی کاملاً مستقل بوده که به‌صورت حلقوی حول و هم­‌مرکز با جسم‌پهن مرکزی قرارگرفته است. مخلوط ورودی شامل هوا و متان است که نسبت هم‌­ارزی کل برای این تحقیق برابر با 0.75 است و نسبت هم‌ارزی برای جریان محوری و چرخشی متغیر است که با توجه به نسبت هم‌ارزی جریان محوری و جریان چرخشی سه مشعل SWB3، SWB7 و SWB11 که به ترتیب مشعل کاملاً پیش‌آمیخته، طبقه­‌ای متوسط و کاملاً طبقه­‌ای است، بررسی‌شده است. عدد چرخش در این تحقیق برای تمام شعله­‌ها ثابت و معادل 0.75 است. افزودن جت هوا در مشعل طبقه‌ای سبب رقیق­‌تر کردن شعله­‌های تشکیل‌شده در این سرمشعل شده است که این امر باعث کاهش غلظت CH و OH در شعله­‌ها شده است. رادیکال OH در واکنش‌­های مکانیسم سریع و حرارتی در تولید NO نقش ایفا می­‌کند. کاهش غلظت OH تولید NO در این دو مکانیسم را محدود می­‌کند. به‌­طوری که در مشعل کاملا­ً پیش­‌آمیخته، دبی هوای 10 لیتر بر دقیقه 1.9 درصد کاهش شدت تابش OH وجود دارد. با دو برابر کردن دبی جت هوا 3.35 درصد کاهش شدت رادیکال اتفاق می­‌افتد. با 3 برابر کردن دبی جت هوا 8.03 درصد کاهش در نورتابی شدت OH نسبت به دبی صفر لیتر بر دقیقه ایجاد می‌­شود. دبی پیشنهاد شده در این مشعل 10 تا 20  لیتر بر دقیقه می­‌باشد؛ زیرا سرمشعل در این محدوده تزریق، جزو مشعل­‌های با تولید ناکس بسیار پایین قرار می‌­گیرد. درعین حال حرارت آزاده شده شعله با توجه به معیار OH در بیشترین حالت 3.35 درصد کاهش می­‌یابد. با افزایش دبی از 20 لیتر بر دقیقه میزان حرارت آزاد شده شعله به صورت چشمگیری کاهش می­‌یابد. در شعله طبقه­‌ای متوسط با اضافه شدن 5 لیتر بر دقیقه 3.19 درصد کاهش در شدت تابش نورتابی OH ایجاد می‌­شود. در بازه 5 تا 10 لیتر بر دقیقه، فقط 0.386 درصد کاهش در نورتابی OH ایجاد شده است. با عبور از دبی 10 لیتر بر دقیقه شدت تابش OH به­‌طور چشمگیری رو به کاهش می­‌رود. به­‌طوری که با دو برابر کردن دبی جت هوا 6.9 درصد کاهش در نورتابی OH نسبت به دبی صفر ایجاد می­‌شود؛ بنابراین دبی توصیه شده برای این شعله 5 تا 10 لیتر بر دقیقه می‌باشد. همچنین کاهش غلظت CH تولید NO در مکانیسم تولید ناکس سریع را محدود می‌­کند. اثر دیگر افزایش دبی جت هوا در این مشعل­‌ها باعث کاهش دهانه V شکل شعله شده است. دلیل این امر کاهش فشار در مرکز شعله به علت افزایش سرعت جریان جت هوا است. ناحیه واکنش در شعله SWB3 با وجود کاهش در طول شعله تغییر نکرده است؛ علت آن را می‌توان کاهش سوزش شعله بیان کرد که با کاهش سرعت سوزش شعله ارتفاع آن افزایش یافته است. بنابراین تغییری در ابعاد ناحیه واکنش رخ نداده است. در شعله SWB7 و SWB11 ناحیه واکنش کوچک­تر شده است که این امر نیز به کاهش تولید ناکس در این دو شعله­ کمک می­‌کند. پارامتر دیگر دمای جسم ­پهن است که با افزایش دبی جت هوا دمای آن کاهش یافته است. دلیل اصلی این امر وجود جریان محوری و جت هوا در اطراف و مرکز جسم­ پهن است.