مطالعه ی عددی حدود خاموشی و ساختار شعله ی نفوذی جریان مخالف H2/O2 در حضور رقیق‌کننده های Ar و He

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

چکیده

شعله‌های جریان مخالف نفوذی آرام اطلاعات مفیدی را درباره ی ویژگی های اساسی احتراق غیرپیش‌آمیخته فراهم می کنند. مطالعات زیادی روی شعله های نفوذی جریان مخالف H2/O2 انجام شده است. اکثر مطالعات قبلی شامل سیستم های رقیق‌نشده یا هیدروژن رقیق‌شده باCO2 یا N2 در مقابل جریان اکسیدکننده است که در شرایط مختلف از قبیل نرخ های کرنش، فشارها و دماهای ورودی بررسی شده است. هدف اصلی در این تحقیق بررسی حدود خاموشی شعله و چگونگی تغییر دما در برابر نرخ کرنش است. اثر گازهای Ar وHe نیز به‌عنوان رقیق‌کننده بر احتراق H2/O2 و حدود خاموشی آن بررسی شده است. برای شبیه سازی از کد عددی OPPDIF از نرم‌افزار CHEMKIN استفاده شده است. انطباق خوب نتایج عددی کار حاضر با نتایج سایر محققان، دقت بالای حل عددی را نشان می دهد. افزایش درصد رقیق‌کننده کاهش ماکزیمم دما و ماکزیمم کسر مولی رادیکال های فعال H و OH را منجر می شود. کاهش تولید رادیکال H باعث می‌شود که سوخت کم‌تر تحت تأثیر این گونه قرار گرفته و در نتیجه در سمت اکسیدکننده بیش‌تر نفوذ کند. افزایش درصد رقیق‌کننده باعث کاهش هر دو حد بالا و پایین خاموشی در احتراق هیدروژن می شود و حدود اشتعال‌پذیری باریک‌تر می گردد. اما افزایش دمای جریان های ورودی و فشار محیط، حدود اشتعال‌پذیری را گسترده تر می کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Numerical Study of Extinction Limits and Structure of H2/O2 Counterflow Diffusion Flame with Ar and He Dilution

نویسندگان [English]

  • A. Asadi
  • J. Khadem
چکیده [English]

Laminar counterflow diffusion flames provide useful information about basic properties of non-premixed combustion. A lot of studies have been performed on H2/O2 counterflow. Most of previous studies include undiluted or diluted systems of hydrogen (with CO2 or N2) against an air flow under a variety of conditions such as strain rates, inlet temperature and pressure. The main purpose of this research is to investigate the extinction limits and also to see how the temperature changes against the strain rate. The effect of Ar and He gases as diluents on combustion and extinction limits of H2/O2 is also investigated. Numerical simulations have been done with the OPPDIF code from CHEMKIN software. The obtained numerical results are compared with the others results and show the accuracy of numerical solution. Increasing the diluent percent causes decreasing of the maximum temperature and also the maximum mole fraction of active radicals of H and OH. Decreasing of producing H radical causes the fuel be slightly influenced by this species and thus the fuel diffuses more to oxide side. Increasing the diluent percent also causes decreasing of blow off and quenching limits in hydrogen combustion and accordingly narrows the flammability; But the increasing of inlet temperature flows and ambient pressure extend the flammability limits.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Counterflow Flames
  • Diffusion Flames
  • Extinction Limits
  • Diluent
  • Numerical
CAPTCHA Image