Υπολογιστική διερεύνηση και σύγκριση στρωτών, πλήρως προαναμεμειγμένων και διαστρωματωμένων ανακυκλοφορουσών φλογών προπανίου κατάντη συστήματος μερικής προανάμειξης με και χωρίς την επίδραση μεταφοράς θερμότητας

• Κύριος συγγραφέας: Τσονόπουλος, Θεόδωρος Μιχαήλ
• Άλλοι συγγραφείς: Tsonopoulos, Theodoros Michail
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Φλόγα διαστρωμάτωσης; Φλόγα προανάμιξης; Συζευγμένη μεταφορά θερμότητας; Λόγος ισοδυναμίας; Προπάνιο; Stratified flames; Conjugate heat transfer; Equivalence ratio; Fully premixed flames; Propane

Οι φλόγες διαστρωμάτωσης, αποτελούν μια κατηγορία φλογών έντονου θεωρητικού και πρακτικού ενδιαφέροντος, καθώς μέσω αυτού του τύπου φλογών μπορεί να επιτευχθεί η βελτιστοποίηση της απόδοσης και της σταθεροποίησης της καύσης αλλά και να μειωθούν οι εκπεμπόμενοι αέριοι ρύποι. Από την άλλη, μέσω των φλογών πλήρους προανάμιξης μπορεί να επιτευχθεί καύση σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και ως αποτέλεσμα να μειωθούν οι εκπομπές NOx καθώς και ο σχηματισμός αιθάλης. Καθώς η σύγχρονη βιομηχανία της καύσης αντιμετωπίζει καθημερινά προκλήσεις, με στόχο την μείωση των εκλυόμενων ρύπων που ευθύνονται για το φαινόμενο του θερμοκηπίου και την ταυτόχρονη αύξηση της απόδοσης και της ευελιξίας των διατάξεων, η προσοχή έχει στραφεί στην καύση υπό πτωχές συνθήκες λειτουργίας, με συστήματα καύσης που χρησιμοποιούν είτε προαναμεμειγμένη παροχή είτε διαστρωματωμένη παροχή καυσίμου. Η παρούσα εργασία αφορά την διερεύνηση της επίδρασης τόσο της κατηγορίας φλόγας με βάση την ανάμιξη των αντιδρώντων όσο και της συζευγμένης μεταφοράς θερμότητας, στην περιοχή σταθεροποίησης της φλόγας προπανίου, υπό χαμηλούς αριθμούς Reynolds. Η διερεύνηση πραγματοποιείται μέσω έξι διαφορετικών προσομοιώσεων για την ίδια διάταξη, μεταβάλλοντας κάθε φορά το είδος της φλόγας, την συνθήκη ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ φλόγας και σταθεροποιητή και τον λόγο ισοδυναμίας, ενώ διατηρείται σταθερή η ταχύτητα εισόδου του οξειδωτικού. Οι δυο διαφορετικές περιπτώσεις φλόγας που θα εξεταστούν είναι η φλόγα πλήρους προανάμιξης και η φλόγα διαστρωμάτωσης, ενώ οι δυο διαφορετικές περιπτώσεις τοιχωμάτων του φλογοσταθεροποιητή που θα μελετηθούν αφορούν είτε αδιαβατικά είτε ισόθερμα τοιχώματα θερμοκρασίας 600 Κ. Εξετάζονται οι περιπτώσεις λόγου ισοδυναμίας Φ=0,6 και Φ=0,75 αντίστοιχα για σταθερή ταχύτητα εισόδου του οξειδωτικού uin=0,7 m/s σε όλες τις περιπτώσεις. Σε κάθε περίπτωση, το μίγμα προσέρχεται σε θερμοκρασία 300 Κ. Για την μοντελοποίηση της ροής επιλέχθηκε το Laminar μοντέλο, ενώ για τη μοντελοποίηση της καύσης έγινε επιλογή του μοντέλου Species Transport, με μηχανισμό 48 στοιχείων. Όλες οι προσομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν στο εμπορικό πακέτο Ansys Fluent.