Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία παρουσιάζονται, συγκρίνονται και αναλύονται τα χαρακτηριστικά τυρβώδους ανάμειξης ισόθερμου πεδίου ροής, όπως αυτά προέκυψαν από πειραματικές μετρήσεις και από την αντίστοιχη υπολογιστική προσομοίωση, με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών π...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/14289 |
| id |
nemertes-10889-14289 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nemertes-10889-142892022-09-05T20:23:12Z Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών Computational investigation of the turbulent mixing and dispersion field of inert component downstream of axisymmetric bluff bodies, for the stabilization of stratified propane-air flames Πολίτη, Ελευθερία Politi, Eleftheria Ισόθερμο ροϊκό πεδίο Υπολογιστική προσομοίωση Φλογοσταθεροποιητικά σώματα Isothermal flow field Computational simulation LES FTIR Bluff bodies PIV Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία παρουσιάζονται, συγκρίνονται και αναλύονται τα χαρακτηριστικά τυρβώδους ανάμειξης ισόθερμου πεδίου ροής, όπως αυτά προέκυψαν από πειραματικές μετρήσεις και από την αντίστοιχη υπολογιστική προσομοίωση, με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών προπανίου-αέρα κατάντι αξονοσυμμετρικών φλογοσταθεροποιητών σχήματος κώνου και δίσκου. Αρχικά, γίνεται μία σύντομη περιγραφή της πειραματικής εγκατάστασης, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την μελέτη του εν λόγω πεδίου, καθώς και των γεωμετρικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών των φλογοσταθεροποιητικών σωμάτων. Στην συνέχεια, δίνεται μία συνοπτική περιγραφή των πειραματικών διεργασιών και μεθοδολογιών που ακολουθήθηκαν για την διεξαγωγή των πειραματικών μετρήσεων. Πιο συγκεκριμένα, οι πειραματικές διαδικασίες αφορούν την ανάλυση του ισόθερμου πεδίου ανάμειξης με χρήση φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FTIR) και του χρονικά μέσου και διακυμαινόμενου ισόθερμου πεδίου ταχυτήτων, και άλλων παράγωγων μεγεθών (ένταση της τύρβης), με χρήση ταχυμετρίας απεικόνισης σωματιδίων (PIV). Έπειτα, περιγράφονται διεξοδικά τα στάδια δόμησης της υπολογιστικής προσομοίωσης της ροής που ακολουθήθηκαν στην παρούσα εργασία, καθώς επίσης και του μοντέλου ανάλυσης της τύρβης LES, το οποίο και χρησιμοποιήθηκε στην υπολογιστική προσομοίωση. Τέλος, παρουσιάζονται τα πειραματική και υπολογιστικά αποτελέσματα για το ισόθερμο πεδίο και συγκρίνονται βάσει του σχήματος του εκάστοτε φλογοσταθεροποιητή. Η μελέτη αυτή είχε στόχο την βαθύτερη κατανόηση της τυρβώδους ανάμειξης αδρανούς συστατικού για την διασφάλιση της επέκτασης των πρακτικών αυτών σε αντιδρώσες ροές. In the present dissertation, the turbulent mixing characteristics of isothermal flow, as they resulted from the experimental measurements and the corresponding computational simulation, are presented, compared and analyzed, aiming at the stabilization of partially premixed propane-air flames downstream of axisymmetric bluff bodies with a shape of disk and cone. First, a brief description of the experimental set-up and apparatus used for the purpose of this study, as well as the geometrical and functional characteristics of the flame stabilizers, is presented. Next, a brief description of the experimental processes and methodologies used to perform the experimental measurements, is presented. More specifically, the experimental procedures concern the analysis of the isothermal mixing field using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and the time mean and fluctuating velocity field, as well as other derived quantities (turbulence intensity), using particle image velocimetry (PIV). Subsequently, the construction steps of the computational simulation followed in the present work, as well as the LES turbulence analysis model, which was used in the computational simulation, are described in detail. Finally, the experimental and computational results for the isothermal field are presented and compared based on the shape of the respective flame stabilizer. This study aimed at a deeper understanding of turbulent mixing of inert components to ensure the extension of these practices to reactive flows. 2020-12-08T05:49:15Z 2020-12-08T05:49:15Z 2020-09-29 http://hdl.handle.net/10889/14289 gr application/pdf |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Ισόθερμο ροϊκό πεδίο Υπολογιστική προσομοίωση Φλογοσταθεροποιητικά σώματα Isothermal flow field Computational simulation LES FTIR Bluff bodies PIV |
| spellingShingle |
Ισόθερμο ροϊκό πεδίο Υπολογιστική προσομοίωση Φλογοσταθεροποιητικά σώματα Isothermal flow field Computational simulation LES FTIR Bluff bodies PIV Πολίτη, Ελευθερία Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών |
| description |
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία παρουσιάζονται, συγκρίνονται και αναλύονται τα χαρακτηριστικά τυρβώδους ανάμειξης ισόθερμου πεδίου ροής, όπως αυτά προέκυψαν από πειραματικές μετρήσεις και από την αντίστοιχη υπολογιστική προσομοίωση, με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών προπανίου-αέρα κατάντι αξονοσυμμετρικών φλογοσταθεροποιητών σχήματος κώνου και δίσκου.
Αρχικά, γίνεται μία σύντομη περιγραφή της πειραματικής εγκατάστασης, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την μελέτη του εν λόγω πεδίου, καθώς και των γεωμετρικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών των φλογοσταθεροποιητικών σωμάτων. Στην συνέχεια, δίνεται μία συνοπτική περιγραφή των πειραματικών διεργασιών και μεθοδολογιών που ακολουθήθηκαν για την διεξαγωγή των πειραματικών μετρήσεων. Πιο συγκεκριμένα, οι πειραματικές διαδικασίες αφορούν την ανάλυση του ισόθερμου πεδίου ανάμειξης με χρήση φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FTIR) και του χρονικά μέσου και διακυμαινόμενου ισόθερμου πεδίου ταχυτήτων, και άλλων παράγωγων μεγεθών (ένταση της τύρβης), με χρήση ταχυμετρίας απεικόνισης σωματιδίων (PIV).
Έπειτα, περιγράφονται διεξοδικά τα στάδια δόμησης της υπολογιστικής προσομοίωσης της ροής που ακολουθήθηκαν στην παρούσα εργασία, καθώς επίσης και του μοντέλου ανάλυσης της τύρβης LES, το οποίο και χρησιμοποιήθηκε στην υπολογιστική προσομοίωση.
Τέλος, παρουσιάζονται τα πειραματική και υπολογιστικά αποτελέσματα για το ισόθερμο πεδίο και συγκρίνονται βάσει του σχήματος του εκάστοτε φλογοσταθεροποιητή. Η μελέτη αυτή είχε στόχο την βαθύτερη κατανόηση της τυρβώδους ανάμειξης αδρανούς συστατικού για την διασφάλιση της επέκτασης των πρακτικών αυτών σε αντιδρώσες ροές. |
| author2 |
Politi, Eleftheria |
| author_facet |
Politi, Eleftheria Πολίτη, Ελευθερία |
| author |
Πολίτη, Ελευθερία |
| author_sort |
Πολίτη, Ελευθερία |
| title |
Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών |
| title_short |
Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών |
| title_full |
Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών |
| title_fullStr |
Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών |
| title_full_unstemmed |
Υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών |
| title_sort |
υπολογιστική μελέτη του τυρβώδους πεδίου ανάμειξης και διασποράς αδρανούς συστατικού σε αξονοσυμμετρικά σώματα με στόχο την σταθεροποίηση διαστρωματωμένων φλογών |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/14289 |
| work_keys_str_mv |
AT politēeleutheria ypologistikēmeletētoutyrbōdouspediouanameixēskaidiasporasadranoussystatikouseaxonosymmetrikasōmatamestochotēnstatheropoiēsēdiastrōmatōmenōnphlogōn AT politēeleutheria computationalinvestigationoftheturbulentmixinganddispersionfieldofinertcomponentdownstreamofaxisymmetricbluffbodiesforthestabilizationofstratifiedpropaneairflames |
| _version_ |
1771297311806193664 |
