Υπολογιστική διερεύνηση της επίδρασης της διαστρωμάτωσης μίγματος αέρα-καυσίμου στις ιδιότητες φλογών μεθανίου, υπό συνθήκες χαμηλών αριθμών Reynolds
Loading...
Date
2023-10-18
Authors
Καντζάβελος, Αντώνιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Οι φλόγες διαστρωμάτωσης, τις οποίες θα εξετάσουμε και στην παρούσα εργασία, αποτελούν μία κατηγορία φλογών με έντονο θεωρητικό αλλά και πρακτικό ενδιαφέρον. Πιο συγκεκριμένα, οι φλόγες αυτού του τύπου μπορούν να αποδειχθούν ιδιαίτερα χρήσιμες στη μελέτη της βελτιστοποίησης του φαινομένου της καύσης, σχετικά τόσο με την απόδοση, όσο και με την σταθεροποίησή της. Παράλληλα, η λεπτομερής και ορθή μελέτη των φλογών διαστρωμάτωσης μπορεί να μας προσφέρει σημαντικά αποτελέσματα σε σχέση με την εκπομπή ρύπων κατά τη διάρκεια του φαινομένου της καύσης, με σκοπό την ελάττωσή τους. Το γεγονός αυτό, θα μπορούσε να συμβάλλει καθοριστικά στον περιορισμό του φαινομένου του θερμοκηπίου, το οποίο συντηρείται σε μεγάλο βαθμό από τα αέρια προϊόντα της καύσης.
Στην παρούσα εργασία, θα εξεταστεί, αρχικά, η επίδραση που έχει το ύψος έκχυσης του μίγματος καυσίμου-αέρα ως προς τον άξονα συμμετρίας της διάταξης στον λόγο ισοδυναμίας στην είσοδο μίας δεδομένης γεωμετρίας φλογοσταθεροποιητή. Στη συνέχεια, θα μελετηθεί η επίδραση του ύψους έκχυσης στα χαρακτηριστικότερα μεγέθη της καύσης. Ειδικότερα, θα μελετήσουμε τέσσερα (4) διαφορετικά ύψη έκχυσης, χρησιμοποιώντας ως καύσιμο το μεθάνιο και διακρίνοντας δύο (2) επιμέρους περιπτώσεις: λαμβάνοντας αρχικά υπόψιν την επίδραση της βαρύτητας και σε δεύτερο χρόνο αγνοώντας την. Το μίγμα καυσίμου-αέρα παροχετεύεται σε συνθήκες περιβάλλοντος, ενώ ο φλογοσταθεροποιητής είναι κωνικού σχήματος.
Για την μοντελοποίηση της ροής, τέλος, χρησιμοποιήθηκε το Laminar μοντέλο, ενώ για τη μοντελοποίηση της ανάμειξης και της καύσης επιλέχθηκε το μοντέλο Species Transport το οποίο περιέχει μηχανισμό με 3 και 35 χημικά στοιχεία αντίστοιχα. Για την υλοποίηση των υπολογιστικών προσομοιώσεων χρησιμοποιήθηκε το εμπορικό πακέτο Ansys Fluent.
Description
Keywords
Σταθεροποίηση φλόγας, Φλόγες διαστρωμάτωσης, Ύψος έκχυσης, Στρωτές φλόγες, Μεθάνιο