Title of article :
Simulation Study: The Role of Area to Volume Ratio and Key Parameters in Cylindrical Micro Combustors
Author/Authors :
Wirawan, A. R Post Graduate of Mechanical Engineering - University of Brawijaya, Malang, Indonesia , Sudjito, S Post Graduate of Mechanical Engineering - University of Brawijaya, Malang, Indonesia , Slamet, W Post Graduate of Mechanical Engineering - University of Brawijaya, Malang, Indonesia , Dennya, W Post Graduate of Mechanical Engineering - University of Brawijaya, Malang, Indonesia
Abstract :
A new micro combustion concept is described in this work by introducing a new terminology in the micro combustion. The effects of Area to Volume Ratio (AVR) of the micro-combustors were studied to find the best performance of designed micro-combustors. In order to test the feasibility of the designed micro combustors before the actual experiment is conducted, simulation work was performed. There are three key parameters involved in the current study: Area to Volume Ratio (AVR), Flow Velocity of the mixture (U), and Fuel-Air Equivalence Ration (ɸ). Main results of this experiment are images of temperature contour, graphs of temperature distribution profile, and graphs of mean temperature profile. This study found there is a specific range of mixture flow velocity (0.50 – 0.56 m/sec) which result a high and uniform temperature distribution as well as its best mean temperature of micro combustion process. The simulation work could also localized the specific range of AVR-value (1.40 – 2.01) which require further investigation in the future.
Farsi abstract :
محفظه ي ريزاحتراق يكي از دستگاه هاي كوچك تبديل گرما به قدرت محصولات مانند ريز روبوت ها، كامپيوترهاي نوت بوك، وسايل نقليه ميكروهوايي و ساير دستگاه هاي مقياس كوچك است. محفظه احتراق ميكرو يكپارچه شده با سيستم فوتوولتاييك ( TPV )برق اين ريزدستگاه ها را تامين ميكند. توسعه ي محفظه ي ريزاحتراق به عنوان يك منبع قدرت با توجه به مزاياي ذاتي خود شامل چگالي انرژي بالاتر، انتقال حرارت و جرم ضرايب بيشتر و زمان شارژ كوتاه تر در مقايسه با باتري هاي الكتروشيميايي مورد توجه پژوهشگران است. در اين پژوهش يك مفهوم جديد ريزاحتراق با معرفي اصطلاحات جديد توصيف شده است. اثر نسبت مساحت به حجم ( AVR ) به منظور پيدا كردن بهترين عملكرد طراحي محفظه ي ريزاحتراق مورد مطالعه قرار گرفت. امكانسنجي فني محفظه ي ريزاحتراق طراحي شده قبل از آزمايش واقعي از طريق شبيه سازي انجام شد. سه پارامتر كليدي در مطالعه حاضر وجود دارد: نسبت مساحت به حجم ( AVR )، جريان سرعت مخلوط ( U )، و نسبت هوا به سوخت را نسبت معادل ( Ø ). نتايج اصلي اين آزمايش تصاويري از نمودارهاي توزيع دما و حرارت ميانگين است. اين مطالعه نشان داده است كه گستره ي خاصي از سرعت جريان مخلوط وجود دارد ( 0.50-0.56 متر / ثانيه ) كه منجر به توزيع دماي بالاي يكنواخت و همچنين ميانگين بهترين دماي فرآيند احتراق ميشود. كار شبيه سازي همچنين ميتواند گستره ي خاص از مقدارAVR( 1.40-2.01 ) كه نياز به تحقيقات بيشتر در آينده دارد را مشخص سازد.
Keywords :
Premixed micro-combustion , Micro combustor , Area to volume ratio , Temperature distribution , Numeric simulation , premixed flame
Journal title :
Astroparticle Physics