آموزش شبیه سازی احتراق غیر پیش آمیخته

آموزش شبیه سازی احتراق غیر پیش آمیخته


750,000 تومان

( آخرین بروزرسانی : 14 شهریور, 1401 )

بررسی اجمالی محصول

با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی احتراق غیر پیش آمیخته در نرم افزار ansys fluent به همراه فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی احتراق غیر پیش آمیخته

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی احتراق غیر پیش آمیخته با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. درواقع یک محفظه احتراق دو بعدی طراحی شده است که جریان هوا و جریان سوخت به صورت همزمان از دو ورودی مختلف با دبی متفاوت وارد می شوند. فرایند احتراق زمانی اتفاق می افتد که مقداری از هوا با مقداری سوخت هیدروکربنی ترکیب گردد تا انرژی سوخت به انرژی گرمایی تبدیل گردد. پس از وقوع فرایند احتراق، محصولات حاصل از واکنش های شیمیایی از مرز خروجی مدل خارج می شوند. از طریق دو ورودی جداگانه و مستقل، جریان هوا (متشکل از N2 با کسر جرمی 0.767 و O2 با کسر جرمی 0.233) با دمای 300 K و دبی برابر با 1.19 kg.s-1 و جریان سوخت (متشکل از CH4 با کسر جرمی 1) با دمای 300 K و دبی برابر با 0.019 kg.s-1 وارد محفظه احتراق می شوند تا در اثر ترکیب با یکدیگر، واکنش شیمیایی احتراق اتفاق بیفتد. برای مدل کردن فرایند احتراق و واکنش شیمیایی سوختن در این شبیه سازی عددی، از مدل گونه ها (species) استفاده شده است. همچنین مدل گونه ها در حالت احتراق غیر پیش آمیخته (non-premixed combustion) تعریف شده است. در این نوع از احتراق، سوخت و اکسید کننده از مسیرهای جداگانه وارد منطقه واکنش از محفظه احتراق می شوند؛ یعنی قبل از ورود کامل به محفظه احتراق، با همدیگر ترکیب نشده و پیش آمیخته نمی شوند. در مدل احتراق غیر پیش آمیخته، از تعریف کسر مخلوط (mixture fraction) که بیانگر کسر جرمی نشأت گرفته از جریان سوخت است، استفاده می شود. به عبارتی دیگر، کسر مخلوط معادل کسر جرمی محلی المان های جریان سوختی (مثل C و H و …..) در گونه های گازی مختلف (مثل CO2 و H2O و O2 و …..) می باشد.

 

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت دو بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. از آنجایی که مدل به صورت متقارن می باشد، برای کاهش هزینه محسباتی، مدل به صورت نیمه با استفاده از روش axisymmetric ترسیم شده است. یک مرز مخصوص پاشش سوخت و یک مرز مخصوص ورود هوا و یک مرز به عنوان خروجی محفظه احتراق تعریف شده است.

 

 

شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت بدون سازمان انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 11202 می باشد.

 

 

گام دوم) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاظ نشده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به فشار، دما، سرعت، چگالی و کسر جرمی O2، CH4، H2O، CO2، N2، CO و C2H6 و همچنین خطوط جریان دو بعدی به دست آمده اند. از تصاویر نتایج مشخص می شود که در اثر واکنش احتراق بین واکنش دهنده ها (سوخت متان و جریان هوا)، محصولات حاصل از واکنش مثل گازهای CO و CO2 و H2O و …… تولید شده اند.

 

 

دیدگاه

دیدگاهی ثبت نشده.

اولین نفری باشید که نظر می دهید برای “آموزش شبیه سازی احتراق غیر پیش آمیخته”