عنوان پایان‌نامه
اندازه گیری تجربی ساختار شعله حاصل از دو جت برخوردی
- رشته تحصیلی
- مهندسی مکانیک - تبدیل انرژی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس البرز شماره ثبت: 1062;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 75577
- تاریخ دفاع
- ۲۸ تیر ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهرداد کیانی
- استاد راهنما
- مهدی اشجعی
- چکیده
- در مطالعه پیش¬رو، به بررسی میدان دمایی وساختار شعله آرام پیش مخلوط لندفیل-هوا در مشعل¬های متقاطع به روش تداخل سنج ماخ-زندر پرداخته شده است. مشعل¬ها استفاده شده به صورت شیاری و با نسبت طول به عرض ?/?? به منظور یکنواختی بالا جریان خروجی از مشعل بکار برده شده است تا بتوان میدان دمایی دو بعدی شعله را توسط الگوهای تداخل سنج دو بعدی با دقت بالایی بدست آورد. روش ماخ زندر برای بدست آوردن میدان دمایی یک سیال شفاف به کمک ضریب شکست استفاده می-شود. در این مطالعه اثر نسبت هم¬ارزی و رینولدز و زاویه بین دو مشعل برخوردی و فاصله دو مشعل برخوردی از یکدیگر مورد بحث و گفت و گو قرار داده شده¬اند. در این تحقیق عدد رینولدز در رژیم جریان آرام از بازه ?? تا ??? و مقدار نسبت هم¬ارزی ?/? تا ?/? ( رقیق تا غنی) تغییر می¬کنند. به منظور بررسی اثر مشعل¬های متقاطع زاویه مشعل¬ها از ?? درجه تا ??? درجه و فاصله دو مشعل از هم ? میلیمتر تا ?? میلیمتر تغییر داده شده¬اند. در بررسی پارامترهای جریان مشاهده می¬شود که در مشعل¬های متقاطع رینولدز تاثیر چندانی در بیشنه دما ندارد اما بر ساختار شعله بسیار موثر است در حالی که نسبت هم ارزی هم بر روی ببیشینه دما و ساختار شعله موثر واقع می¬شود. همچنان در بررسی زاویه برخورد در مشعل مشاهده می¬شود که بیشینه دما حاصل شده تحت تاثیر قرار نگرفته است ولی ساختار شعله تحت تاثیر قرار گرفته است در حالی که بیشینه دمای حاصل شده در فواصل مختلف مقادیر متفاوتی راراز خود نمایش می¬دهند و با فاصله گرفتن دو مشعل از یکدیگر بیشینه دمای حاصل شده در نزدیکی خروجی مشعل¬ها اتفاق می¬افتد. به منظور اعتبار سنجی نتایج، دماهای بدست آمده از روش تداخل سنجی با نتایج استخراج شده از ترموکوپل مقایسه شد و انطباق خوبی بین این دو مشاهده شد. مکان محوری مربط به بیشینه دمای گاز به همراه توزیع دمایی شعله مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر مطالعه¬ی تجربی، مساله با استفاده از نرم¬افزار انسیس ورک بنچ شبیه سازی شد. در شبیه سازی عددی، کسر مولی گونه¬ها به همراه دما و سرعت شعله مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت.
- Abstract
- In the present study, the temperature field and the laminar premixed flame structure of landfill gas fuel were investigated both numerically (CFD) and experimentally (Mach-Zehnder optical method). Slot shape burners, with high ratio of length to width ( ) for the high uniformity of the exhaust flow, was used to calculate the two dimensionality assumption of flame temperature field, by 2D interferometry patterns. Mach-Zehnder method is used to calculate the temperature field of a transparent fluid patterns with high accuracy, using refraction coefficient. In addition to flow parameters (aspect ratio and Reynolds), the effect of two interacting burners position are discussed in this research. In this study, the Reynolds number in laminar flow system changed from 70 to 150 and the aspect ratio value changed from 0.8 to 2.5 (from lean to rich). In order to investigate the interacting burners’ effect, the burner’s angle was changed from 60 to 100 degree and the distance was extended from 9mm to 26mm. Investigation of flow parameters showed that Reynolds number has not considerable effect on maximum temperature, though it has significant influence on flame structure. However, the aspect ratio has considerable effect on both maximum temperature and flame structure. Also it has been revealed that angle of burners also doesn’t have considerable effect on maximum temperature despite flame structure. The distance of burners has effect on the maximum flame temperature and flame structure. By increase of burners distance, it was observed that the maximum temperature of flame was located close to burner’s outlet. To validate the results, the obtained temperatures from interference method were compared with the thermocouple experimental results, which showed good consistency. In addition to experimental studies, the problem was simulated and configured using commercial ANSYS software, then it was investigated with ANSYS-Fluent software.
