تاثیر غلظت اکسیژن و عدد رینولدز سوخت در ساختار شعله متان-هیدروژن تحت شرایط MILD با استفاده از روش LES

در این مقاله، از روش شبیه ­سازی گردابه بزرگ (LES) به منظور بررسی ساختار شعله متان-هیدروژن در شرایط MILDاستفاده شده است. همچنین، اثر متغیرهای عدد رینولدز فواره سوخت و غلظت اکسیژن در جریان اکسیدکننده به منظور مطالعه ساختار شعله بررسی شده است. بدین منظور، شبیه ­سازی به ازای دو عدد رینولدز ۵۰۰۰ و ۱۰۰۰۰و سه درصد اکسیژن ۳، ۶ و ۹ درصد صورت گرفته است. نتایج آزمایشگاهی انجام­شده توسط دالی جهت ارزیابی دقت حل  استفاده شده است. برای ارتباط بین جمله­ های اغتشاشی و احتراقی از مدلPaSRموجود در کد اپن­فوم، که به نحوی توسعه ­یافته مدل EDC است، و همچنین از سازوکار کامل GRI-۲.۱۱، به منظور محاسبه دقیق سینتیک شیمیایی احتراق، استفاده شده است. معیارهای مختلفی برای ارزیابی صحت نتایج به­ دست­ آمده استفاده شده که همگی آن­ها دقت حل را تایید  می­ کنند.نتایج ارائه ­شده حاکی از این مطلب است که افزایش غلظت اکسیژن منجر به نازک­ شدن ضخامت شعله، محدودشدن نوسانات موجود در توزیع جزء­های شیمیایی در ناحیه کوچک­تری در اطراف نازل، کاهش خاموش شدن موضعی در ساختار شعله، محدودشدن ناحیه پیش ­مخلوط جزئی برای اجزای شرکت­ کننده در واکنش و به عبارت کامل­تر پایدارترشدن شعله در ناحیه نزدیک نازل می ­شود. همچنین، کاهش عدد رینولدز، به دلیل افزایش مدت زمان اقامت عناصر شرکت کننده در واکنش، نقش موثری در تقویت شعله ایفا می­ کند.