مطالعه عددی مشخصه های احتراقی مخلوط پیش آمیخته هیدروژن-هوا در میکرومحفظه شعاعی به منظور استفاده در یک سیستم میکروترموفتوولتاییک

هدف پژوهش حاضر بررسی عملکرد و پتانسیل یک میکرومحفظه احتراق شعاعی طراحی شده برای یک سیستم میکروترموفتوولتاییک در کنار مطالعه عددی مشخصه های احتراقی مخلوط پیش آمیخته هیدروژن-هوا است. معادلات جریان به همراه معادله بقای انرژی و معادله بقای گونه با استفاده از رویکرد دینامیک سیالات محاسباتی و به صورت سه بعدی با در نظر گرفتن سینتیک شیمیایی جزیی حل گردید. پارامتر های بررسی شده در این پژوهش شامل سرعت ورودی جریان، فاصله صفحه های دایره ای و ضخامت دیوار هستند. نتایج بدست آمده نشان دادند که افزایش سرعت ورودی جریان موجب نزدیک شدن ناحیه احتراق به دیوار و کشیده شدن آن به پایین دست جریان می شود. این مورد سبب می شود تا دمای دیوار افزایش یابد و به دنبال آن بازده سیستم میکروترموفتوولتاییک افزایش یابد. با افزایش سرعت ورودی، ناحیه چرخشی قوی تر و توزیع دما روی سطح بیرونی دیوار پایین یکنواخت تر می شود. با این حال، نتایج نشان داد که افزایش سرعت ورودی جریان بیش از مقدار ۱۵  توجیه پذیر نیست و منجر به کاهش بازده کل سیستم می شود. نتایج ثابت کرد که کاهش فاصله صفحه های دایره ای از هم و همچنین، افزایش ضخامت دیوار در افزایش بازده سیستم نتیجه مطلوب دارند. بازده سیستم برای تمام موارد محاسبه و نتیجه شد که بیشترین بازده قابل دست یابی برای سیستم میکروترموفتوولتاییک مورد بررسی ۲.۶۳ درصد است. نتایج بدست آمده در این پژوهش برای میکرومحفظه های احتراق شعاعی نشان دادند که این محفظه ها توانایی رغابت با سایر میکرومحفظه های احتراق به منظور استفاده در سیستم های میکروترموفتوولتاییک را دارا هستند.