| Περίληψη: | Η διδακτορική διατριβή με τίτλο «Μελέτη Διατάξεων Σταδιακής Καύσης» έχει ως
αντικείμενο την περιγραφή και την ανάλυση του ροϊκού πεδίου της αλληλεπίδρασης
αξονοσυμμετρικών δεσμών διαφορετικού αριθμού Reynolds. Ο έλεγχος των
μηχανισμών που διέπουν το ροϊκό αυτό πεδίο είναι σημαντικό εργαλείο για την
βελτιστοποίηση της ανάμιξης ρευμάτων οξειδωτικού και καυσίμου και αποτελεί τον
κρισιμότερο τεχνολογικό στόχο κατά τη διερεύνηση της αποδοτικότητας σε ένα ευρύ
φάσμα σχημάτων σταδιακής καύσης.
Στόχος της διατριβής είναι ο χαρακτηρισμός και ο έλεγχος της μίξης κατά την
διαδικασία της σύγκλισης των δεσμών, συνεισφέροντας στην κατανόηση των
βασικών μηχανισμών που αναπτύσσονται στο μέσο και τυρβώδες πεδίο, αλλά και
στη βελτιστοποίηση της μίξης από την οποία εξαρτάται η μείωση των
περιβαλλοντικών επιπτώσεων και η αύξηση της απόδοσης της καύσης, τόσο σε
συστήματα παραγωγής ενέργειας όσο και σε θαλάμους καύσης κινητήρων
αεροσκαφών, τα οποία αποτελούν τις πιο «φιλικές» ως προς το περιβάλλον αλλά
και τις πιο αποδοτικές πρακτικές σε συστήματα καύσης. Παρά το γεγονός αυτό, η
γνώση των επιμέρους φαινομένων και μηχανισμών που κυριαρχούν στο πεδίο της
αλληλεπίδρασης αξονοσυμμετρικών δεσμών χαρακτηρίζεται από σημαντικές
ελλείψεις, όσο αφορά την λεπτομερή καταγραφή του μέσου και τυρβώδους πεδίου
ταχυτήτων.
Η Ανεμομετρία Laser Doppler αποτελεί τα βασική μετρητική διάταξη που
χρησιμοποιήθηκε για την καταγραφή των μέσων και τυρβωδών όρων του πεδίου
της ταχύτητας. Το πλεονέκτημα της μεθόδου, που αποτελεί ένα από τα βασικά
εργαλεία για τη μέτρηση τυρβωδών χαρακτηριστικών, είναι το γεγονός ότι δεν
παρεμβαίνει στη ροή, καθώς στηρίζεται στην καταγραφή της συχνότητας του φωτός
που σκεδάζεται από τροχιοδεικτικά σωματίδια, τα οποία ακολουθούν πιστά τη ροή.
Η μελέτη στηρίζεται στην ανάλυση των μηχανισμών που αναπτύσσονται στο μέσο
και τυρβώδες πεδίο και στον χαρακτηρισμό της μίξης των συστατικών των δεσμών,
όπως αυτή αντικατοπτρίζεται στις πρώτης, δεύτερης και τρίτης τάξης ροπές της
ταχύτητας, αλλά και στους αδιάστατους συντελεστές λοξότητας και επιπεδότητας.
Σε αυτήν την κατεύθυνση, η παρούσα εργασία έχει σαν στόχο την ανάδειξη της
ανάλυσης του ροϊκού πεδίου ως την πιο κρίσιμη παράμετρο ανάπτυξης σχημάτων
καύσης, καθώς τα μεγέθη και η εξέλιξή τους έτσι όπως καταγράφονται μπορούν να
χρησιμοποιηθούν άμεσα ως κριτήρια για την απόδοση τέτοιων σχημάτων,
προσφέροντας την δυνατότητα της επιλογής των καλύτερων λειτουργικών
παραμέτρων πριν ακόμα δοκιμαστούν σε περιβάλλον καύσης.
Η τυρβώδης δομή και τα ανώτερα στατιστικά των ροπών της ταχύτητας κατά την
αλληλεπίδραση των δεσμών χρησιμοποιούνται αρχικά ως βασικό εργαλείο της
μελέτης των συγκεκριμένων διατάξεων σταδιακής καύσης και επιπλέον
χρησιμοποιούνται για να χαρακτηρίσουν τη μίξη των συστατικών των δεσμών στις
διαφορετικές περιοχές της αλληλεπίδρασης, πριν, κατά τη διάρκεια και μετά την
σύγκλισή τους.
Τα αποτελέσματα της εργασίας δείχνουν ότι δέσμες σχετικά μικρού αριθμού
Reynolds (της τάξης των λίγων χιλιάδων) μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την
παραγωγή τυρβωδών δομών, όπου η μίξη ενισχύεται μέσω της αλληλεπίδρασής
τους, γεγονός που μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη παρόμοιων
εφαρμογών σε πραγματικής κλίμακας εγκαταστάσεις.
|
|---|
