عنوان پایان‌نامه
بررسی تجربی شعله های پیش- ترکیب جزیی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2777;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65543
- تاریخ دفاع
- ۱۹ مهر ۱۳۹۳
- دانشجو
- میثاق ایراندوست شهرستانی
- استاد راهنما
- مهدی اشجعی
- چکیده
- در این پایان نامه، شعله ی هم مرکز آرام پیش- ترکیب جزیی به صورت تجربی و عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. شعله ی پیش- ترکیب مورد مطالعه بر یک مشعل هم مرکز متقارن محوری تشکیل می شود. جریان سوخت- هوا از داخل لوله ی کوچک مرکزی جریان دارد درحالی که هوای ثانویه از ناحیه ی بین لوله ی مرکزی و لوله ی کناری عبور می کند. هدف، بررسی ساختار شعله و ایجاد یک روش غیر تداخلی برای شعله های پیش- ترکیب جزیی با استفاده از روش تداخل سنجی ماخ- زندر می باشد. نسبت هم ارزی های مختلف و عدد رینولدزهای گوناگون در نظر گرفته شده اند. ظاهر عمومی شعله و ساختارهای گوناگون آن مورد بررسی قرار گرفتند. سه ساختار مختلف شعله بر اساس ظاهر آن مشاهده شد. در محدوده ی نسبت هم ارزی 2.1<?<1 ساختار یک شعله ی دوگانه دیده می شود. با اضافه کردن هوا به ترکیب و به ازای نسبت هم ارزی 4<?<2.1 شعله ساختار میانه-ای دارد و مشخصات شعله های پیش- ترکیب و غیر پیش- ترکیب را دارا میباشد. در نهایت به ازای نسبت هم ارزی? <?<4 شعله به طور کلی غیر پیش- ترکیب شده و ناحیه ی روشن دودزا در نوک شعله از ویژگی های بارز این نوع از شعله ها می باشد. روش ماخ- زندر برای بدست آوردن میدان دمایی یک سیال شفاف به کمک ضریب شکست استفاده می شود. به منظور اعتبار سنجی نتایج، دماهای به دست آمده از روش تداخل سنجی با نتایج استخراج شده از ترموکوپل مقایسه شد و انطباق خوبی بین این دو مشاهده شد. مکان محوری مربوط به بیشینه ی دمای گاز به همراه توزیع دمایی شعله مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر مطالعه ی تجربی، مساله با استفاده از نرم افزارهای فلوئنت و گمبیت شبیه سازی شد. در شبیه سازی عددی، کسر مولی گونه ها به همراه دما و سرعت شعله مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. کلیدواژه ها: شعله ی پیش- ترکیب جزیی، تداخل سنجی ماخ- زندر، میدان دمایی، ساختار شعله
- Abstract
- In this thesis, partially premixed laminar co-flow flames are studied experimentally and numerically. The studied partially premixed flame was established on an axisymmetric coannular burner. The fuel-air jet flows from the central tube while the secondary air flows from the region between the inner and the outer tube. The aim is to investigate the flame features and to develop a nonintrusive method for a partially premixed flame using Mach-Zehnder interferometry method. Different equivalence ratios and Reynolds numbers are considered. In this study, two mixtures of methane-air and LFG are used. Flame generic visible appearance was also investigated and its various structures were studied. Three distinguished flame regimes were seen based on its appearance. A double flame structure can be seen for the equivalence ratio in the range of 1<?<2.1. By adding air to the mixture up to ?=4 the flame has the characteristics of both premixed and non-premixed flames. Finally for 4<?<? the flame mainly becomes non-premixed like and the luminous sooting region on its tip is the obvious feature of this type of flames. The Mach-Zehnder method is used to obtain temperature field of a transparent fluid by means of index of refraction. Temperature obtained from optical techniques was compared with that of obtained from thermocouples in order to validate the results. Good agreement was observed for these two methods. Axial positions of the maximum centerline gas temperature, HT, as well as non-dimensional temperature distribution of the flame were also investigated. Besides experimental investigation, a numerical simulation of the problem was carried out using Fluent and Gambit softwares. In the numerical simulation, species mole fraction besides temperature and velocity of the flame were investigated. Keywords: Partially premixed flame, Mach-Zehnder Interferometry, Temperature field, Flame structure
