احتراق تصادفي ابر ذرات

دكتري

چكيده در اين پايان نامه به مدل سازي احتراق تصادفي و نحوه انتشار شعله ميان ابر ذرات ارگانيك و غير ارگانيك پرداخته شده است و ابعاد مختلف احتراق تصادفي ذرات با ارائه دو مدل تحليلي رياضي جديد مورد مطالعه قرار گرفته است. به اين ترتيب كه براي نخستين بار ايده مدل كردن احتراق تصادفي در ابر ذرات ارگانيك با شرايطي كه دماي ذرات در طول ناحيه پيشگرم متغير و تصادفي است مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنين در مدل احتراق تصادفي ذرات غير ارگانيك، فرض شده كه قطر ذرات متغير است و حل معادلات حاكم در دو ناحيه پيش گرم و احتراق انجام شده است. بمنظور تشريح فرايند مدلسازي معادلات حاكم در هر ناحيه نوشته شده و در نهايت معادلات جبري براي پيش بيني سرعت سوزش و دماي شعله بدست آمده است. اين نوشتار در دو بخش به انجام رسيده است. بخش اول (فصل هاي سوم و چهارم) به مدل سازي و تحليل احتراق تصادفي ذرات ارگانيك اختصاص دارد و بخش دوم (فصل پنجم) به مبحث احتراق تصادفي ذرات غير ارگانيك پرداخته شده است. فصل اول ابتدا مقدمه اي اجمالي در مورد ذرات ارگانيك و غير ارگانيك ، خواص فيزيكي و شيميايي اين دسته از ذرات، احتراق تصادفي ذرات و رفتار احتراقي آن ها بيان شده است. فصل دوم به مرور فعاليت هاي تحقيقاتي انجام شده توسط محققان در زمينه احتراق ذرات و همچنين كارهاي تحقيقاتي در زمينه احتراق تصادفي پرداخته است. فصل سوم به ارائه مدل احتراق تصادفي ذرات ارگانيك اختصاص دارد. فرض بر اين است كه ذرات ارگانيك در ناحيه پيش گرم تبخير مي شوند تا به حالت سوخت گازي درآيند. همانطور كه در اين فصل آمده، حجم ذرات تبخير شده تابعي از پارامترهاي قطر، چگالي عددي و دماي ذرات مي باشد. ساختار شعله به سه ناحيه پيش گرم، ناحيه حدي واكنش و ناحيه پس از شعله تقسيم بندي شده است و معادلات حاكم در هر ناحيه حل شده اند. در بخش نتايج اين فصل پارامترهاي مهم در انتشار شعله ميان ابر ذرات ارگانيك از جمله پروفيل سرعت و دماي شعله بصورت تابعي از غلظت ذرات و همچنين اثر قطر ذرات بر روي سرعت سوزش و دما مورد بررسي قرار گرفته است. در فصل چهارم تحليل تلفات حرارت، پديده بازگردش گرما و اثرات اعداد بدون بعد موثر بر روي فرايند احتراق بررسي شده است. در فصل پنجم، به مدل سازي احتراق مخلوط تصادفي ذرات غير ارگانيك پرداخته شده است. براي نزديكتر شدن اين مدل سازي به حالت واقعي، فرض شده است قطر ذرات متغير باشد كه براي تاييد اين فرض نتايج بدست آمده با نتايج تجربي مقايسه شده است. سرعت سوزش و دماي شعله حاصل از اين مدل با نتايج تئوري حالت تك سايز و نتايج تجربي كه ذرات قطر متغير داشته اند، مقايسه شده است. دستاورد تحقيق حاضر در مقايسه با مطالعات گذ شته، ارائه يك مدل احتراق تصادفي در ذرات ارگانيك و غير ارگانيك، مطالعه پارامترهاي مهم ازجمله مقاومت دمايي ذره، عدد لوييس مخالف يك، تلفات حرارتي و بازگردش گرمايي مي باشد. همه جزء مواردي هستند كه منجر به بهبود نتايج حاصل از اين مدل به نتايج تجربي واقعي مي گردد. بنابراين مدلسازي احتراق مخلوط تصادفي ذرات براي يك نمونه از ذرات ارگانيك و غير ارگانيك (لايكوپوديوم و آهن) انجام شده است و نتايج حاصل شده با اطلاعات موجود در منابع مقايسه شده است. واژه‌هاي كليدي: احتراق تصادفي؛ ذرات ارگانيك؛ ذرات غيرارگانيك؛ لايكوپوديوم؛ آهن؛ سرعت سوزش؛ دماي شعله

191635

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر بيدآبادي