آموزش شبیه سازی فرایند احتراق در محفظه احتراق با استفاده از روش species transprt

احتراق یا سوختن نتیجه یک فرایند شیمیایی گرمازا میان یک ماده سوختنی و عامل اکسیدکننده‌ است که با تولید گرما و تغییر شیمیایی مواد اولیه همراه می‌شود. آزاد کردن گرما می‌تواند با تولید نور به صورت شعله یا درخشش باشد. مواد سوختنی پر کاربرد معمولاً از ترکیب‌های آلی (به ویژه هیدروکربن‌ها) به صورت گازی، مایع یا جامد درست شده‌اند. همان‌طور که گفته شد، سوختن یک نوع واکنش اکسایش است؛ اما به خاطر سرعت بالای واکنش که منجر به تولید گرمای زیاد در زمان اندک و بالا رفتن دمای محیط واکنش و ایجاد نور و شعله می‌شود در دسته‌ای خاص قرار می‌گیرد.

جریان واکنشی، جریان‌های همراه با واکنش شامل جریان سیال و واکنش های شیمیایی همان زمان می‌باشند. احتراق یک نوع واکنش شیمیایی همراه با جریان سیال است که  در بسیاری از بخشهای صنعتی از قبیل موتورهای احتراق داخلی، توربین گاز، محفظه احتراق نیروگاه و .. کاربرد دارد. هدف اصلی بررسی جریان‌ها همراه با واکنش و احتراق این است که درک این جریانها عمیقا انجام گیرد تا بتوان سیستمهایی صنعتی که در آن ها چنین فرایندهایی رخ می دهد را بهینه سازی کرد.

در این آموزش سعی شده است تا احتراق انتقال گونه در یک محفظه احتراق توسط نرم افزار  Ansys Fluent  شبیه سازی گردد. در این پروژه جریان واکنشی با استفاده از مدل انتقال گونه ها ( Species Transport ) مدل سازی شده است.

هندسه و شبکه بندی

هندسه مورد نیاز برای این شبیه سازی احتراق انتقال گونه شامل یک محفظه احتراق بوده که هندسه آن تماما در نرم افزار Gambit طراحی و شبکه بندی مورد نیاز نیز توسط همین نرم افزار برای این هندسه تولید شده است. شبکه بندی تولید شده برای این هندسه از نوع بدون سازمان بوده و تعداد کل سلول های ایجاد شده برای این هندسه برابر 57516 سلول می باشد.

مدل مورد استفاده

برای تحلیل فرآبند احتراق در این پروژه از مدل Species Transport به‌صورت واکنشی استفاده شده است. در این مدل از یک مخلوط سوخت متان و هوا برای احتراق استفاده شده است. این مخلوط در قسمت Material نرم افزار Fluent تعیین شده است. برای تعیین تغییرات چگالی برحسب دما از معادله حالت برای گاز ایده‌آل استفاده شده است.‌ در قسمت واکنش دهنده ها از روش Eddy-Disipation استفاده شده است. در این تحلیل مدل Nox برای فرآورده های واکنش فعال شده و تنظیمات مربوط به هرکدام از این مدل‌ها متناسب با مساله موردنظر اعمال شده است. برای تحلیل آشفتگی جریان حاصل از برهمکنش سوخت و هوا، از مدل ویسکوزیته توربولانسی K-epsilon Standard استفاده شده است. در نزدیکی دیواره نیز از تابع Standard Wall Function استفاده شده است. همچنین معادله انرژی نیز فعال شده است.

مواد مورد استفاده در این تحلیل نیز شامل مواردی چون اکسیژن، نیتروژن، بخار آب و …. بوده که در قسمت Material برای این تحلیل تعریف شده است.

شرایط مرزی

ورودی جریان برای این تحلیل به‌صورت Mass Flow Inlet برای هوای ورودی تعریف شده و برابر kg/s 5 بوده دمای هوا نیز برابر K658  در نظر گرفته شده است. برای جریان سوخت ورودی نیز از شرط مرزی Mass Flow Inlet  و به میزان kg/s 2.5  با دمای 300 K استفاده شده است. خروجی دامنه حل جریان نیز به صورت Pressure Outlet  و با دمای K 300 برای مخلوط حاصل از احتراق در نظر گرفته شده است. دیواره های محفظخ احتراق نیز به صورت Wall و با دمای K 1600 در نظر گرفته شده است.

روش حل و الگوریتم گسسته سازی

برای حل معادلات در این تحلیل از الگوریتم Simple استفاده شده است. هچنین از حلگر Pressure-Based  برای حل جریان استفاده شده است. برای گسسته سازی معادلات نیز از روش First Order Upwind  استفاده شده است.

پیشنهادات شرکت پردازشگران مهر

برای مدلسازی و شبیه سازی فرایند احتراق با روش انتقال گونه در یک محفظه احتراق در نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) با ما تماس بگیرید. شرکت ما کارشناسان را در زمینه های مختلف مهندسی جمع آوری کرده است تا از کیفیت شبیه سازی CFD اطمینان حاصل شود. شرکت مهر اولین شرکتی است که شما می توانید با اطمینان خاطر سفارش پروژه CFD خود را آنلاین انجام دهید. یکی از اهداف ما این است که استفاده از روش های قدرتمند محاسباتی دینامیک سیالات را افزایش داده و مهندسان و کسانی که به دنبال دانش حرفه ای در CFD هستند را آموزش دهیم.

شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی با خدمات ما آسان خواهد شد. برای آموزش کاربرد های CFD و نرم افزارهای شبیه سازی با ما تماس بگیرید. پیشنهاد ما به شما خدمات زیر است. آموزش فلوئنت ,آموزش دینامیک سیالات محاسباتی ,انجام پروژه فلوئنت,مشاوره CFD ,شبیه سازی با فلوئنت,انجام شبیه سازی با فلوئنت,مشاوره پایان نامه فلوئنت,آموزش پایان نامه فلوئنت. مهندسان با تجربه ما مشاوره پیشرفته و پشتیبانی فنی مناسب را برای پروژهای دانشگاهی و صنعتی در اختیار شما قرار خواهند داد. شرکت پردازشگران مهر دارای سال ها تجربه در مدیریت و انجام پروژه های CFD است. ما آماده ایم که بهترین خدمات شبیه سازی را در فیلدهای مختلف مهندسی به شما ارائه دهیم.