شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ اختلاط هوا و سوخت در یک محفظه احتراق گردابه دربند – بررسی اثر نسبت طول به عمق حفره

اختلاط هوا و سوخت در یک محفظه احتراق گردابه دربند با استفاده از روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ کوپل شده با تابع توزیع جرمی فیلترشده مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش اثر نسبت طول به عمق حفره (l/d) به عنوان یک پارامتر هندسی تاثیرگذار بر کیفیت اختلاط هوا و سوخت در جریان غیراحتراقی مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. ساختار گردابه‌ای در داخل حفره به همراه معیارهای کمّی مختلف همانند نسبت‌ هم‌ارزی میانگین حفره و نسبت هم‌ارزی استوکیومتریک، توزیع کلی سوخت و منحنی‌های اختلاط به منظور بررسی نحوه تغییرات کیفیت اختلاط مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که با افزایش نسبت طول به عمق حفره از 0.60 به 0.85 به دلیل افزایش حجم گردابه اصلی، کیفیت اختلاط در داخل حفره افزایش می‌یابد. با افزایش بیشتر این نسبت تا نزدیکی 0.93 کیفیت اختلاط در داخل حفره افتی موقتی را تجربه می‌کند و سپس در نزدیکی 1.00 روند بهبود کیفیت از سر گرفته می‌شود. اما بهترین بازدهی اختلاط در همان نسبت طول به عمق حفره 0.85 رخ می‌دهد، به طوری که این نسبت دارای بیشترین تمرکز جرم سوخت در محدوده نسبت هم‌ارزی میانگین حفره و نسبت هم‌ارزی استوکیومتریک است. یافته‌ها با شواهد و قرائن برخاسته از ساختار گردابه‌ای جریان در داخل حفره هم‌خوانی دارد.