بررسي اثرات فشار و دما در شعله متقابل آرام گذر-بحراني و فرا-بحراني متان و اكسيژن مايع

در مقاله حاضر يك شعله برخورد متقابل متان-اكسيژن در شرايط ترموديناميكي فرا-بحراني مورد بررسي قرار گرفته است. قسمت معادلات انرژي به صورت كامل جهت اعمال شرايط فرا-بحراني اعمال شده است. مشخصات ترموديناميكي مانند ظرفيت حرارت ويژه با اضافه شدن ترم تكميلي به ترم شرايط ايده آل بازنويسي شده است و معادله حالت نيز براي شرايط گاز واقعي به صورت كيوبيك آورده شده است. از نرم افزار منبع باز Cantera جهت محاسبه ميدان جريان و حل سينتيك احتراق استفاده شده است و شرايط معادله حالت، معادله انرژي و خواص انتقال جهت حل جريان گاز واقعي در شرايط ترموديناميكي گذر-بحراني و فرا-بحراني اصلاح شده است. با حل ميدان جريان در شرايط گذر بحراني مشاهده مي شود كه اعمال شرايط گاز واقعي سبب پديدار شدن شرايط شبه جوشش در ميدان جريان مي شود در صورتيكه با حل گاز ايده آل اين پديده مشاهده نمي شود. در شرايط گذر بحراني شعله به سمت ورودي اكسيژن جابجا مي شود و همچنين در ناحيه اي بين ورودي اكسيژن و شعله يك افزايش ناگهاني در ظرفيت حرارتي ويژه اكسيژن اتفاق مي افتد كه ناشي از شبه جوشش مي باشد. حل گاز ايده آل چگالي اكسيژن را كمتر پيش بيني مي كند. در شرايطي كه دماي ورودي اكسيژن بالاتر از شرايط بحراني باشد جابجايي خاصي در محل شعله اتفاق نمي افتد. دماي پيش بيني شده در شرايط حل گاز واقعي اندكي كمتر از شرايط حل گاز واقعي مي باشد.