مدلسازي احتراق گسسته ابر ذرات

دكتري

چكيده قسمت عمده اي از انرژي جهان از مصرف سوخت هاي فسيلي تأمين مي گردد كه اين تبديل انرژي از سوزاندن مستقيم سوخت هاي جامد يا مايعات سنگين كه درهوا سوزانده مي شوند انجام مي گيرد. كوچك نمودن ابعاد ذرات سوخت باعث افزايش سطح تماس سوخت با هوا شده و درنتيجه هر ذره سوختي با دريافت انرژي كمتري به فاز گازي مي رسد. همچنين بهره گيري از انرژي بالقوه و چشمگير فلزات و يا بعبارت ديگر توسعه مواد انرژي زاي جديد بعنوان سوخت هاي فلزي پيشرفته در سيستم هاي پيشرانش به منظور افزايش راندمان احتراق، همگي نشانگر اهميت احتراق ذرات فلزي بويژه فلز آلومينيوم است. از اين رو تلاش شده است تا در اين رساله دكتري، احتراق گسسته ابر ذرات آلومينيوم مورد تاكيد قرار گيرد. هدف از انجام اين تحقيق، ارائة مدلي كامل و جامع براي تحليل فرآيند احتراق گسسته ابر ذرات آلومينيوم مي باشد. در ابتدا احتراق تك ذره آلومينيوم مورد بررسي قرار گرفته شده است. سپس به حل و مدلسازي پديده احتراق گسسته ابر ذرات آلومينيوم با فرضيات منطقي پرداخته شده است. يكي از عوامل مهم تشعشع مي باشد كه مورد بررسي و مطالعه قرار گرفته شده است. در اين تحليل، پارامترهاي ديناميكي شعله ابر ذرات همانند سرعت انتشار جبهه شعله، حداقل انرژي لازم براي اشتعال ابر ذرات، فاصله خاموشي، محل تشكيل شعله و غيره در مكانيزم احتراقي گسسته مورد مطالعه قرار گرفته شده است. در اين رساله دكتري در ابتدا به كاربرد هاي احتراق ابر ذرات و مروري بر منابع در حوزه احتراق ابر ذرات پرداخته شده است. سپس احتراق گسسته منظم ابر ذرات فلزي با رويكرد تحليلي مورد بررسي و سپس احتراق گسسته تصادفي ابرذرات مورد مطالعه قرار گرفته شده است. پارامترهاي ديناميكي شعله همچون سرعت انتشار شعله ابر ذرات در مكانيزم احتراقي گسسته تحت اكسنده هاي متفاوت از قبيل دي اكسيد كربن، هوا، بخار آب و غيره مورد تحقيق قرار گرفته شده است. در ادامه احتراق ابر ذرات فلزي در كانال باريك با در نظر گرفتن اتلاف حرارتي به ديواره هاي كانال با فرض احتراق گسسته تصادفي مورد تحقيق قرار گرفته و پارامتر احتراقي ديناميكي شعله همانند فاصله خاموشي مورد تاكيد قرار گرفته شده است. در انتها به مدلسازي پديده احتراق گسسته ابر ذرات در پيكربندي جريان متقابل با فرضيات منطقي پرداخته شده است. سپس جمع بندي، نوآوري و پيشنهادات براي مطالعات آينده ارائه شده است. كلمات كليدي: احتراق ابر ذرات فلزي ، احتراق گسسته، توزيع تصادفي ذرات، فاصله خاموشي، تشعشع، احتراق جريان متقابل.

189205

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر مهدي بيدآبادي