بررسی اثرات فشار و دما در شعله متقابل آرام گذر-بحرانی و فرا-بحرانی متان و اکسیژن مایع

در مقاله حاضر یک شعله برخورد متقابل آرام متان-اکسیژن در شرایط ترمودینامیکی فرا-بحرانی و گذر-بحرانی مورد بررسی قرار گرفته است. از کد منبع باز Cantera جهت محاسبه میدان جریان و حل سینتیک احتراق استفاده شده است و شرایط معادله حالت، معادله انرژی و خواص انتقال جهت حل جریان گاز واقعی در شرایط ترمودینامیکی گذر-بحرانی و فرا-بحرانی اصلاح شده است. مشخصات ترمودینامیکی مانند ظرفیت حرارت ویژه با اضافه شدن ترم تکمیلی به ترم شرایط ایده آل بازنویسی شده است و معادله حالت نیز برای شرایط گاز واقعی به صورت کیوبیک آورده شده است. با حل میدان جریان در شرایط گذر بحرانی مشاهده می شود که اعمال شرایط گاز واقعی سبب پدیدار شدن شرایط شبه جوشش در میدان جریان می شود در صورتیکه با حل گاز ایده آل این پدیده مشاهده نمی شود. در نهایت مشاهده می شود که شرایط گذر-بحرانی در مقایسه با شرایط فرا-بحرانی، شعله بسیار به اعمال رابطه گاز واقعی حساس تر می باشد. در میدان کسر مخلوط اختلاف عمده ای بین حل گاز واقعی و گاز ایده آل دیده نمی شود که این نتیجه برای حل جریان آشفته بحرانی به روش فلیملت مهم می باشد. در میدان فیزیکی اختلاف بین شرایط گاز واقعی و گاز ایده آل از لحاظ موقعیت و ابعاد شعله برای حالت گذر-بحرانی قابل توجه می باشد. برای شرایط کاملا بحرانی در میدان فیزیکی نیز اختلاف قابل توجهی در شرایط موقعیت شعله رخ نمی دهد.