بررسی تاثیر تغییر طول پره‌های یک چرخاننده کم‌چرخش بر میدان جریان در یک شعله پیش‌آمیخته

در این تحقیق به بررسی تاثیر تغییر در طول پره‌ چرخاننده کم‌چرخش در یک شعله پیش‌مخلوط اشاره می‌شود. بدین منظور از دو چرخاننده چهار پره و هشت پره به شعاع 7 میلی‌متر و شعاع صفحه انسداد 4.5 میلی‌متر استفاده شده است. با حفظ نسبت انسداد 0.88، پنج حالت مختلف فرض شده است. شبیه‌سازی میدان با استفاده از نرم افزار fluent و با حل معادلات سه بعدی ناویر-استوکس و مدل آشفتگی k-ε صورت گرفته است. از هوا به عنوان اکسیدکننده و متان به عنوان سوخت با نسبت هم‌ارزی 0.65 استفاده شده است. نتایج نشان دهنده آن است که تغییر طول پره چرخاننده کم‌چرخش تاثیر به‌سزایی بر رفتار کلی جریان دارد. با افزایش طول پره، بیشینه مقدار سرعت در کانال، مربوط به چرخاننده چهار پره و هشت پره به ترتیب، از 14 متر/ثانیه تا 20 متر/ثانیه و از 19 متر/ثانیه به 26 متر/ثانیه افزایش می‌یابد. همچنین از منظر رفتار شعله مشاهده شد در دو حالت از چرخاننده چهار پره به دلیل نبود میزان چرخش لازم، شعله به صورت v شکل تشکیل نمی‌شود. نتایج نشان داد که در هندسه مورد نظر این تحقیق کمینه مقدار چرخش برای داشتن شعله v شکل 140 واحد/ثانیه می‌باشد. شایان ذکر است، که با افزایش طول پره چرخاننده، شعله به مکان پایین‌تری منتقل می‌شود که اختلاف در بیشترین و کمترین مقدار جابجایی در چرخاننده‌های چهار و هشت پره به ترتیب 4.7 و 7.8 درصد می‌باشد.

investigating the effect of changing the length of the blades of a low-swirl burner on the flow field in a premixed flame

in this research, the objective was to investigate the impact of altering the length of low-swirl burner blades within a premixed flame.to achieve this, two types of swirler, one with four blades and another with eight blades, both featuring a radius of 7 mm and a perforated plate radius of 4.5 mm, were utilized. five different operational modes were considered, while maintaining a blockage ratio of 0.88. the computational simulations were conducted using fluent software, involving the solution of the three-dimensional navier-stokes equations and the k-ε turbulence model. air served as the oxidizer, and methane was used as the fuel with an equivalence ratio of 0.65. the results indicate that modifying the length of the low-swirl burner blades exerts a substantial influence on the overall flow characteristics. as the blade length increases, the maximum velocity within the channel, corresponding to the four-bladed and eight-bladed burner, increased from 14 m/s to 20 m/s and from 19 m/s to 26 m/s, respectively. additionally, concerning flame behavior, it was observed that in two instances with the four-blade burner, the flame failed to form a v-shape due to insufficient rotational motion. the findings revealed that in the specific geometric configuration of this research, a minimum rotational rate of 140 units/second was required to achieve a v-shaped flame. it is noteworthy that as the length of the rotating blades increased, the flame descended to a lower position, resulting in a maximum displacement of 4.7% and 7.8% for the four-bladed and eight-bladed burner, respectively.