کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10264733 457987 2013 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Extension of the turbulent flame speed closure model to ignition in multiphase flows
ترجمه فارسی عنوان
فرمت مدل بسته شدن سرعت شعله آشوب تا جرقه چند فاز
کلمات کلیدی
مدل بسته شدن سرعت شعله آشوب جریان چند مرحلهای، آتش گرفتن، انتشار شعله،
ترجمه چکیده
یک فرایند مدل بسته شدن سرعت شعله آشوب، ارائه مدل ارائه شده برای جریان چند مرحلهای و احتراق است. همانطور که قبلا هیچ اتصال بین متغیر پیشرفت واکنش و آنتالپی وجود نداشت، به جز از طریق وابستگی درجه حرارت سرعت شعله لامینار، سازگاری پیشنهاد شده است که یک رابط برای آغاز فرآیند احتراق ارائه می دهد. اصلاح برای ترکیب شرایط چند فاز با جایگزینی متغیر کسر مخلوط به عنوان نمایندگی از ترکیب در اجرای اصلی سرعت بسته شدن سرعت شعله آشوب با گونه های مستقل به دست می آید. اصطلاحات منبع برای پیوند پیشرفت گونه ها به متغیر پیشرفت واکنش در این کار مشتق شده است. معادلات حمل و نقل اضافی به عمق بیشتری از مدل کمک می کند و درمان مناسب را برای تبخیر قطرات سوخت را امکان پذیر می سازد. نشان داده شده است که محدودیت هایی که در فرمول استاندارد این مدل بوجود می آیند، ناشی از تفاوت در معادله انتقال برای متغیر پیشرفت واکنش و کسر مخلوط، با رویکرد جدید حل و فصل می شود. با توجه به شروع شعله، یک اصطلاح منبع اضافی برای متغیر پیشرفت واکنش معرفی شده است، که مربوط به پیشرفت واکنش به زمان خودکار احتراق می شود. این اجازه می دهد توسعه شعله بدون تحمیل شرایط مرزی مصنوعی. رفتار مدل درست با استفاده از مجموعه ای از موارد آزمون گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج این شبیه سازی ها نشان می دهد که پتانسیل مدل برای پیش بینی رشد شعله و به طور کلی تکامل شعله به عنوان تابع زمان و فضا حفظ شده است. در عین حال شرایط مرزی مورد آزمایش پیشرفته تر، شامل شرایط چند مرحلهای و جریانهای متغیر از لحاظ ترکیب، می تواند شامل شود. به عنوان یک ارزیابی کامل از توانایی های مدل گسترده، یک مقیاس آزمایشگاهی چند مرحلهای تنظیم شده که مجموعه داده ای کامل را فراهم می کند ارائه شده است. توافق خوب نتایج به دست آمده نشان دهنده طیف وسیعی از قابلیت استفاده از مدل گسترده و دقت آن، هر چند سادگی آن، برای شرایط چند مرحلهای است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی مهندسی شیمی (عمومی)
چکیده انگلیسی
An extension of the turbulent flame speed closure model rendering the model applicable to multiphase flow and ignition is presented. As formerly no coupling between reaction progress variable and enthalpy was existent, except through the temperature dependency of the laminar flame speed, an adaptation is proposed which offers an interface to initiate the combustion process. The modification to incorporate multiphase conditions is achieved by substituting the mixture fraction variable as representation of the composition in the original implementation of the turbulent flame speed closure model with independent species. Source terms to correlate the species progress to the reaction progress variable are derived in this work. The additional transport equations serve a higher generality of the model and enable the proper treatment of vaporizing fuel droplets. It is demonstrated that limitations which arise in the standard formulation of the model, stemming from differences in the transport equation for the reaction progress variable and the mixture fraction, are addressed and resolved by the new approach. Regarding the initiation of the flame, an additional source term for the reaction progress variable is introduced, which relates the reaction progress to the auto-ignition time. This allows the development of the flame without imposing artificial boundary conditions. The correct model behavior is established by means of a series of widely used test cases. The results of these simulations show that the model's potential to predict flame growth and more generally the flame evolution as a function of time and space is preserved. At the same time more sophisticated test case boundary conditions involving multiphase conditions and variable inflows in terms of composition can be incorporated. As a thorough assessment of the extended model capabilities, a multiphase lab scale set-up, which provides a comprehensive data set, is presented. The good agreement of the obtained results underline the range of applicability of the extended model and its accuracy, albeit its simplicity, for multiphase conditions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Combustion and Flame - Volume 160, Issue 2, February 2013, Pages 351-365
نویسندگان
, , , ,