نویسنده : مسعود صراف نیا

دانشكده : دانشکده علوم پایه

رشته/گرایش تحصيلي : مهندسی شیمی

استاد راهنما (عضو هیات علمی مرکز) :اصغر علیزاده داخل, ,

چكيده : چکیده در این پایان¬نامه یک محفظه احتراق پروپان و هوا در مقیاس میکرو با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مدل¬سازی و بهینه¬سازی شده است. در مرحله اول یک هندسه پایه مدل¬سازی شده و با استفاده از داده های تجربی موجود اعتبارسنجی شد. در مرحله بعد تاثیر نسبت¬های ابعاد هندسی و هیدرودینامیک جریان در داخل محفظه بر کارایی محفظه احتراق مورد ارزیابی قرار گرفت. هندسه پایه شامل یک مکعب مستطیل شکل از جنس استیل بوده که طول، عرض و عمق آن به ترتیب برابر 10،21و3 میلی¬متر است. ضخامت دیواره 5/0 میلی¬متر بوده و 10میلی¬متر ابتدایی در جهت طول به صورت متخلخل با تخلخل 9/0 درنظر گرفته شده¬است. شبیه¬سازی دینامیک سیالات محاسباتی به¬وسیله نرم¬افزار فلوئنت انجام شد و برای مدلسازی واکنشهای شیمیایی از یک سنتیک شامل 39 جزء و 176 واکنش استفاده گردید. تاثیر تغییر عمق محفظه، ایجاد دندانه روی سطح دیواره و گذاشتن مانع استوانه¬ای و منشور مثلثی در مسیر جریان بر توزیع دما و سرعت واکنش های شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد برای محفظه¬های احتراق ساده و محفظه احتراق با دیواره دندانه دار ناحیه اصلی واکنش در نزدیکی دیواره¬ها است. در کانال-های با جسم مانع، محل انجام واکنش¬ها به پشت جسم مانع منتقل می¬گردد که این امر موجب می¬شود یک ناحیه سکون پیش از جسم مانع قرار گیرد و با افزایش زمان ماند، واکنش احتراق به خوبی رخ دهد. در محفظه¬های با جسم مانع مقدار گرمای تبادل شده از طریق دیواره ها افزایش می یابد. با توجه به اینکه هرچه میزان دما روی دیواره خارجی بیشتر باشد آن محفظه برای سیستم¬های فتوولتاییک مناسب¬تر است، می توان گفت که از بین پنج محفظه¬ای که مورد شبیه سازی قرار گرفت، محفظه احتراق با جسم مانع نیمه استوانه ای بیشترین میزان افزایش دما روی سطح دیواره را دارد و می تواند سبب بهبود کارایی برای استفاده در سیستم¬های فتوولتاییک ¬گردد. واژگان کلیدی: احتراق در مقیاس میکرو/ شبیه سازی عددی/ دمای شعله / پروپان-هوا

تاريخ دفاع : 1398-11-07