برهمکنش امواج آکوستیکی با شعله جریان متقابل

ناپایداری احتراق پدیده مخربی است که با نوسانات بزرگ‌دامنه فشار در محفظه احتراق موتورهای توربینی مشخص می‌شود و ممکن است به نوسانات نیروی پیشرانش، تولید نویز، تنش حرارتی و خستگی مکانیکی منجر شود. امواج آکوستیکی می‌تواند بر روی نرخ آزادسازی حرارت شعله تاثیر گذارد و به طور متقابل، هر گونه اغتشاشی در آزادسازی حرارت شعله سبب تولید امواج فشاری خواهد شد. در صورت کوپل شدن میدان آکوستیکی فشار و نوسانات نرخ آزادسازی حرارت، ناپایداری احتراق رخ خواهد داد. شناخت نحوه برهمکنش امواج آکوستیکی و میدان احتراقی شعله، موجب درک بهتر عوامل اثرگذار بر پدیده ناپایداری احتراق خواهد داشت. در این پژوهش، برهمکنش امواج آکوستیکی با شعله جریان متقابل آرام به روش تجربی بررسی شده است. اثرات تغییر فرکانس و دامنه امواج آکوستیکی بر ساختار یک شعله پیش‌آمیخته جزئی در رژیم آرام در محدوده فرکانسی hz 20 – 350 بررسی شده است. با افزایش فرکانس تحریک شعله در مقایسه با شعله بدون تحریک پایا، ضخامت میانگین شعله، سطح شعله و نرخ آزادسازی آن افزایش خواهد یافت و محل مرکز سطح شعله پایین‌تر خواهد بود. تابع پاسخ دینامیکی شعله پیش‌آمیخته جزئی جریان متقابل استخراج شد و نشان داده شده در فرکانس‌های پایین اندازه تابع پاسخ به مقدار واحد میل می‌کند. با افزایش فرکانس مقدار تابع پاسخ تضعیف می‌شود. افزایش دامنه نوسانات آکوستیکی بر روی اندازه پاسخ شعله تاثیر اندکی دارد و در فرکانس‌های بالا سبب تضعیف پاسخ می‌شود.