بخشی از مقاله
چکیده
یکی از اندازه گیري هاي مهم در احتراق مخلوطها در قبل از اشتعال، سرعت سوختن ورقهاي است. این سرعت بصورتی تعریف می شود که مخلوط نسوخته نسبت به شعله و عمود بر آن وارد شعله گشته، تبدیل به محصولات می شود . یکی از روش هاي اندازه گیري سرعت سوختن، روش آنالیز فشار است که در کار حاضر از آن استفاده شده است. در این روش از دادههاي تغییرات فشار ناشی از احتراق نسبت به زمان که در بمب حرارتی در شرایط احتراق اولیه اندازهگیري شده بود، استفاده گردد. این داده ها به کد کامپیوتري نوشته شده اعمال گردید و سرعت سوختن ورقهاي حاصل گشت.
-1 مقدمه
مهمترین کمیتی که دراحتراق پیشآمیخته مطرح است، سرعتی است که با آن جبهه شعله عمود بر خود و نسبت به گازهاي نسوخته در میدان جریان آرام پیشروي میکند که به آن سرعت سوختن ورقهاي میگویند.[1] این یک خاصیت انتقالی ترموشیمیایی است که بصورت مقدماتی به نسبت اکیوالانس سوخت به هوا، دما و فشار مخلوط نسوخته وابسته است.
براساس ضخامت شعله محدود، دو تعریف براي سرعت سوختن ورقهاي براساس اینکه سرعت سوختن در طرف گازهاي سوخته و یا نسوخته تعریف شود، وجود دارد.
در شعله پایدار با ضخامت ثابت نتیجه این دو تعریف یکسان است اما وقتی ضخامت شعله متغیر و سطح شعله خمیده میباشد، تفاوت این دو تعریف نمایان میشود.
این دو سرعت سوختن توسط برادلی و همکارانش تعریف شده است. طبق این تعریف، سرعتسوختنورقهاي و سرعتسوختن جرمیکشسان u بصورت زیر تعریف میشوند که S تابعی است که بستگی به شعاع شعله و نسبت دانسیته دارد. رابطه S توسط برادلی بصورت زیر تعریف شده است
-2 اندازه گیري سرعت سوختن ورقه اي بصورت تجربی
از روش هاي تعیین سرعت سوختن ورقه اي، روش آنالیز فشار است.[2] در این روش تغییرات فشار نسبت به زمان در طول فرآیند احتراق با فرکانس مناسبی اندازه گیري شده، از این داده ها سرعت سوختن ورقه اي اندازه گیري می شود .[6] براي این منظور بمب حرارتی استوانه اي با قطر داخلی و ارتفاع 80mm طراحی و ساخته شد. طرح کلی مجموعه در شکل 1 آمده است. این طراحی طوري صورت گرفته که شعله بصورت کروي رشد کند.[7]
شکل-1 طرح کلی بمب حرارتی بکار رفته در اندازه گیري سرعت سوختن ورقه اي
-3 مروري بر کارهاي انجام شده توسط سایر محققین
مدقالچی و کک[8] رابطه همبستگی زیر را براي تعیین سرعت سوختن ورقه اي مخلوط هاي هر یک از سوخت هاي ایزواکتان، بنزین، پروپان و متانول با هوا با استفاده از آنالیز فشار داده هاي تجربی پیشنهاد کردند.
براي یک سوخت معین در نسبت اکی والانس و کسر گازسوخته رقیق کننده ، ثابت میباشند. همچنین T و P دما αو β فشار اولیه آزمایش می باشد.[9] گولدر [10] رابطه همبستگی زیر را براي تعیین سرعت سوختن ورقه اي مخلوط ایزواکتان با هوا ارائه کرد.
برادلی و همکارانش[4] رابطه همبستگی زیر را که از روش تصویر برداري سرعت بالا حاصل شده، براي تعیین سرعت سوختن ورقه اي مخلوط استوکیومتریک ایزواکتان ارائه کردند.
-4 نحوه انجام آزمایش
پس از ایجاد شرایط ورقه اي در داخل بمب و تزریق سوخت مایع براي ایجاد نسبت سوخت به هواي استوکیو متریک، توسط سیستم جرقه زن مخلوط سوخت و هوا را محترق کرده و با فرکانس 10KHz توسط سیستم AtoD1 داده هاي فشار نسبت به زمان را ثبت شد. پس از این مرحله داده ها را به کد رایانه اي نوشته شده در زبان برنامه نویسی Fortran وارد کرده، با اجرا کردن این کد، سرعت سوختن ورقه اي محاسبه می شود
-5 استخراج نتایج
با توجه به آزمایش هاي انجام شده، نمودار سرعت سوختن ورقه اي در برابر تغییرات فشار براي مخلوط استوکیومتریک ایزو اکتان مطابق شکل - 2 - حاصل شد.
شکل - - 2 سرعت سوختن ورقه اي در برابر تغییرات فشار براي مخلوط استوکیومتریک ایزواکتان
