محفظه احتراق (وابسته به زمان)، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه محفظه احتراق (وابسته به زمان)

در این پروژه، به شبیه سازی یک محفظه احتراق با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم. در داخل محفظه احتراق سه قسمت اصلی وجود دارد: لوله ورودی هوا، قسمت مشعل و لوله خروجی.

داخل محفظه یک دیوار نازک با چندین حفره با ابعاد مختلف وجود دارد. سوراخ های اولیه کوچک برای خنک کردن دیواره محفظه با لایه بندی جریان و سوراخ های بزرگ بعدی برای نگه داشتن شعله در وسط محفظه است. هندسه سه بعدی این پروژه را با نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم کرده ایم.

مش بندی این پروژه را با نرم افزار ANSYS Meshing انجام داده ایم. نوع مش بدون ساختار است و تعداد سلول های محاسباتی 694928 سلول می باشد.

روش های استفاده شده

در این پروژه، از یک حلگر مبتنی بر فشار (Pressure-based Solver) استفاده شده است. از مدل توربولانسی RNG k-epsilon برای شبیه سازی آشفتگی جریان استفاده کرده ایم و این شبیه سازی را به صورت گذرا (وابسته به زمان، ناپایا، Transient) انجام داده ایم. از مدل انتقال گونه ها (Species Transport) برای مدل سازی احتراق استفاده کرده ایم.

نرخ جریان جرمی هوا و سوخت (CH4)به ترتیب برابر با 0.02 kg.s-1 و 0.0006 m.s-1 با دمای 300k است. همچنین دیواره بیرونی محفظه آدیاباتیک است. در این حالت دو مرحله احتراق متان-هوا وجود دارد که شش گونه در واکنش شرکت دارند: متان، اکسیژن، نیتروژن، بخار آب، دی اکسید کربن و مونوکسید کربن. کسر جرمی برای اکسیژن و نیتروژن به ترتیب 0.23 و 0.77 است.

نتایج شبیه سازی محفظه احتراق (وابسته به زمان)