نقشه های دینامیک شعله برای احتراق رقیق هیدروژن - هوا در میکروکانال گرم شونده

در کار حاضر، دینامیک های شعله برای احتراق پیش آمیخته رقیق هیدروژن - هوا در یک میکروکانال گرم شونده با استفاده از شبیه سازی عددی استخراج می شود. به منظور شبیه سازی پدیده احتراق در این مقیاس معادلات نویر-استوکس به همراه معادلات بقای انرژی و بقای گونه با فرمولبندی عدد ماخ پایین و با در نظر گرفتن سینتیک جزیی در نظر گرفته می شود. با توجه به شرایط مختلف، سه رژیم خاموشی-اشتعال مکرر، رژیم پایای متقارن و رژیم پایای نامتقارن برای شعله مشاهده می شود. فیزیک حاکم بر رژیم های مختلف، تاثیر سرعت جریان ورودی، نسبت هم ارزی و عرض کانال بر رژیم های شعله بررسی می گردد. رژیم خاموشی-اشتعال مکرر در سرعت های پایین و در نزدیکی حد شعله وری پایین مشاهده می شود. با افزایش سرعت جریان ورودی و ایجاد تعادل بین مقیاس زمانی واکنش و مقیاس زمانی اقامت سیال در کانال، شعله ای پایا و متقارن درون کانال مشاهده می شود. در این حالت مقدار بیشینه دما و کسر جرمی گونه ها بر روی خط تقارن کانال قرار دارد. در ادامه با افزایش سرعت جریان ورودی در یک کانال معین، شعله در ناحیه خط تقارن کانال، به سمت پایین دست جریان حرکت می کند و در نزدیکی دیوار کشیده می شود. در این حالت سطح جبهه شعله مستعد ناپایداری می باشد و تحت تاثیر اغتشاشات موجود در کانال، جبهه شعله ناپایدار می شود. نقشه های رژیم شعله در ابعاد کوچک، برای مخلوط هیدوژن-هوا براساس سه پارامتر سرعت جریان ورودی، نسبت هم ارزی و عرض کانال در یک میکروکانال ارایه گردید.