اشتعال گذراي سوخت جامد در محفظه احتراق انبساط ناگهاني

Transient ignition of solid fuel in the combustion chamber of sudden expansion

رگرسيون گذرا و احتراق يك سوخت جامد در يك جريان اكسيد كننده داغ در يك محفظه احتراق انبساط ناگهاني مورد مطالعه قرار گرفت. احتراق همرفتي سوخت جامد (پلي‌متيل متا‌كريلات) در يك محفظه احتراق انبساط ناگهاني از منظر فعل و انفعالات شعله و گرداب بررسي شده است. سه فاز از گسترش شعله گذرا از طريق تشخيص تجسم جريان و سرعت‌سنجي تصوير ذرات شناسايي مي‌شوند. نفوذ گردابه‌هاي كوچك / بزرگ به ترتيب در رژيم‌هاي قبل‌ /‌ بعد از اشتعال آشكار مي‌شود، كه تبديل گرداب كوچك به بزرگ را به دليل انتشار گرما نشان مي‌دهد. با توجه به كاهش زمان واكنش مشخصه و افزايش اختلاط، اولين اشتعال در انتهاي پايين دست سوخت مشاهده مي‌شود، پس از آن يك شعله اوليه تشكيل مي‌شود و شروع به گسترش شعله در خلاف جهت مي‌كند. در طول گسترش، رفتار غلتشي هسته‌هاي شعله تحت تسلط گرداب‌هاي كوچك در نظر گرفته مي‌شود. اثرات تركيبي گرداب‌هاي شكسته و پيروليز ادامه‌يافته، خاموشي - اشتعال دوره‌اي را در اطراف ناحيه اتصال مجدد معرفي مي‌كند. در مرحله نهايي، حباب هسته‌هاي شعله به لايه برشي توسط گرداب‌هاي ريزشي بزرگ تسهيل مي‌شود و شعله انتشار پايدار برقرار مي‌شود. اين مطالعه بينش جديدي در مورد اشتعال همرفتي سوخت جامد در جريان جدا - اتصال مجدد ارائه مي‌دهد.

Transient regression and combustion of a solid fuel in a hot oxidizing stream in a sudden expansion combustion chamber were studied. Convective combustion of solid fuel (polymethyl methacrylate) in a sudden expansion combustion chamber has been investigated in terms of flame and vortex interactions.Three phases of transient flame propagation are identified through flow visualization detection and particle image accelerometry.The infiltration of small / large vortices is manifested in the pre- / post-ignition regimes, respectively, which indicate the conversion of small to large vortices due to heat dissipation.Due to the reduction of the characteristic reaction time and the increase of mixing, the first ignition is observed at the lower end of the fuel stream, after which an initial flame is formed and the flame begins to spread in the opposite direction.During expansion, the rolling behavior of the flame nuclei is considered to be dominated by small vortices.The combined effects of broken vortices and continued pyrolysis introduce periodic extinction-ignition around the reconnection area.In the final stage, the bubble of the flame nuclei to the shear layer is facilitated by large fall vortices and a stable diffusion flame is .established. This study offers new insights into convective ignition of solid fuels in separation-reconnection flow