طراحي و ساخت لولة موج ضربه‌اي انعكاسي جهت مطالعة تجربي سينتيك احتراق

Design and Fabrication of a Reflected-Type Shock Tube for Experimental Investigations on Combustion Kinetics

تركيب طيف‌سنجي ليزري و لولة موج ضربه‌اي انعكاسي يكي از پركاربردترين و مناسب‌ترين ابزارها جهت بررسي تجربي سينتيك احتراق مي‌باشد. با استفاده از لوله موج ضربه‌اي، ثابت زماني تأخير احتراق انواع سوخت و همچنين محصولات ناشي از فرآيندهاي احتراقي قابل بررسي و تحليل مي‌باشد. جهت استفاده از لولة موج ضربه‌اي در مطالعات طيف‌سنجي مربوط به پديده‌هاي احتراق نياز است زمان آزمايش حداقل 10 ميلي ثانيه در دسترس بوده و دما و فشار تركيبات مورد بررسي در دما و فشار مشخص قرار گيرد. تأمين زمان آزمايش مورد نظر توسط لوله موج ضربه‌اي نياز به طراحي لوله براي كاركرد در «شرايط طراحي» دارد. در اين مقاله، در ابتدا اصول كاركرد طيف‌سنج ليزري و لولة موج ضربه‌اي انعكاسي با كاركرد در شرايط طراحي توضيح داده شده، روند طراحي مختصراً براي تأمين گاز با دماي سكون 950 كلوين بررسي شده و نتايج تجربي حاصل از لولة موج ضربه‌اي ساخته شده با زمان آزمايش مورد نظر ارائه مي‌شود.

Reflected-type shock tube, equipped with laser absorption spectroscopy, is one of the most applicable facilities for experimental investigations in combustion kinetics. Ignition delay time of a specific fuel, as well as the products of combustion can be studied with a reflected-type shock tube. However, a minimum test time of 10 ms for test gas in designed pressure and temperature is required to investigate the combustion kinetics. A shock tube at “tailored condition” should be designed to produce a minimum test time of 10 ms with steady temperature and pressure. In this study, after a short review of the basic principles of a reflected shock tube, its design procedure is presented with the deigned stagnation temperature of 950K. Finally, the steady-state test time is measured to assure that the designed facility can provide the desired pseudo-steady thermodynamic conditions for combustion kinetic studies.