| Περίληψη: | Στην παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζεται, αρχικά, το θεωρητικό υπόβαθρο για την κατανόηση της φαινομενολογίας του ισόθερμου και του αντιδρώντος πεδίου που σχηματίζονται στην εκροή δύο ομοαξονικών ροών υψηλού λόγου ταχυτήτων. Πέρα των ανωτέρω παρουσιάζονται και αναλύονται τα τελικά αποτελέσματα που ελήφθησαν μέσω πειραματικών μετρήσεων του ισόθερμου πεδίου ανάμειξης και της εκπεμπόμενης χημειοφωταύγειας των αντιδρωσών ροών.
Οι διαστρωματοποιημένες φλόγες που μελετήθηκαν σταθεροποιούνται αεροδυναμικά σε πειραματική εγκατάσταση ομοαξονικών ροών, η οποία σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε στο Εργαστήριο Τεχνικής Θερμοδυναμικής & Εφαρμογών Στατιστικής Μηχανικής. Στην πειραματική αυτή εγκατάσταση διοχετεύεται αέρας χαμηλής ταχύτητας μέσω εσωτερικού κυλινδρικού αγωγού και καύσιμο ποικίλων παροχών υπό διαφορετικά ύψη έγχυσης, για τον έλεγχο της διαστρωμάτωσης του μείγματος. Αέρας υψηλής ταχύτητας ρέει στον εξωτερικό κυλινδρικό ομοαξονικό αγωγό, ώστε εξαιτίας της αλληλεπίδρασης των δύο ρευμάτων υψηλού λόγου ταχυτήτων να δημιουργηθεί μια κεντρική ζώνη ανακυκλοφορίας σε απόσταση κατάντη του επιπέδου εξόδου, η οποία θα αποτελέσει την περιοχή αγκίστρωσης της φλόγας. Χάρη αυτής της διάταξης επιτυγχάνεται αεροδυναμική σταθεροποίηση τυρβώδους διαστρωματοποιημένης φλόγας που εξασφαλίζει την ευσταθή καύση φτωχού μείγματος αέρα-προπανίου.
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται, επίσης, οι κατανομές του σχετικού λόγου καυσίμου-αέρα στην περιοχή κατάντη της πειραματικής εγκατάστασης, όπως αυτές ελήφθησαν με χρήση της φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier (FTIR). Ακόμη, αναλύεται η επίδραση του ύψους έγχυσης του καυσίμου στη διαστρωμάτωση του μείγματος ανάντη της περιοχής σταθεροποίησης της φλόγας. Εν συνεχεία, χρησιμοποιούνται μετρήσεις χημειοφωταύγειας (OH* και CH*) για την εκτίμηση της επίδρασης των διαφορετικών επιπέδων διαστρωμάτωσης του εισερχόμενου μείγματος στην τοπολογία των υπό μελέτη φλογών. Τέλος, γίνεται προσπάθεια συσχέτισης του σχετικού λόγου καυσίμου-αέρα με το λόγο των διεγερμένων ριζικών OH*/CH* της φλόγας. Η συσχέτιση αυτή αξιολογήθηκε σε σχέση με αντίστοιχη μαθηματική εξίσωση της βιβλιογραφίας από πειραματικά δεδομένα στρωτών φλογών, καταδεικνύοντας την εγκυρότητα και τις προοπτικές της μεθοδολογίας που ακολουθήθηκε στην παρούσα εργασία για την εκτίμηση του λόγου ισοδυναμίας μέσω των εκπομπών χημειοφωταύγειας.
|
|---|
