محققان دانشگاه علم و صنعت ایران موفق به مدل‌سازی از احتراق ذرات آهن معلق در محیط اکسیدکننده گازی شدند.

به گزارش سرویس پژوهشی ایسنا، ذرات آهن، بعلت دارا بودن چگالی گرمای احتراق بالایی که دارند، می‌توانند بعنوان سوخت جامد در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار گیرند. احتراق ذرات آهن، بعلت خواص ترموفیزیکی منحصر به فردی که دارا هستند، بصورت هتروژنی است؛ یعنی هیچ شعله‌ای در حین احتراق ذرات آهن در فاز گازی اطراف ذره مشاهده نمی‌شود و احتراق در سطح و سپس درون ذره آهن در حال سوزش به وقوع می‌پیوندد.

در این طرح پژوهشی که توسط مهندس مجید مافی، دانشجوی دوره دکتری دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران با راهنمایی دکتر مهدی بیدآبادی ارائه شده، ابتدا ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی احتراق انواع سوختهای ذرات جامد بویژه ذرات آهن مورد بررسی قرار گرفته، پس از آن مدلی برای بدست آوردن پروفیل توزیع دمای ذره و نیز پروفیل توزیع غلظت اکسیژن که به درون ذره نفوذ می‌کند، در مراحل پیش گرمایش و نیز احتراق در داخل ذره ارائه شده است.

همچنین، مدلی جهت احتراق تک ذره آهن در حال سوزش ارائه شده که در آن ترم غیر خطی تشعشع حرارتی و نیز ترم غیر خطی تولید انرژی گرمایی ناشی از احتراق ذره و نیز ترم غیر خطی تغییر چگالی ذره با دما که در معادله بقای انرژی ذره ظاهر می‌شوند، در نظر گرفته شده‌اند.

در ادامه یک مدل جامع احتراقی برای تک ذره آهن ارائه شده است؛ در این مدل که از لحظه اشتعال ذره تا لحظه اتمام فرایند احتراق است، به طور همزمان سوخت آهن، اکسیدکننده گازی و محصول احتراق که اکسیدآهن است، در درون ذره در نظر گرفته شده‌اند.

پس از آن، مدلی برای احتراق غیرآدیاباتیک ابر ذرات آهن در کانال ارائه شده است. در این مدل، ذرات معلق آهن در محیط اکسیدکننده گازی، بصورت یک مخلوط دوفازی، مدل‌سازی و از خواص ترموفیزیکی مخلوط برای تحلیل استفاده شده‌ است. همچنین احتراق ذرات آهن در هوا در دو هندسه متفاوت کانال مدل‌سازی شده است.

انتهای پیام