اثر افزودن هیدروژن بر پاسخ دینامیکی شعله جریان متقابل متان-هوا در رژیم اختلاط پیش‌آمیخته‌جزئی

هیدروژن نقش کلیدی در کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی در انواع سامانه‌های تولید انرژی دارد. هرچند استفاده از سوخت هیدروژنی، وابستگی به سوخت‌های کربن‌دار را کاهش می‌دهد، اما با چالش‌های جدی همراه است. تغییر سوخت سامانه‌‌های تولید انرژی از هیدروکربن‌های فسیلی کربن‌دار به هیدروژن بدون شناخت تاثیرات دینامیکی این سوخت امکان‌پذیر نیست. در این پژوهش، به روش تجربی اثرات افزودن هیدروژن بر پاسخ دینامیک یک شعله جریان متقابل پیش‌آمیخته جزئی متان-هوا بررسی شده است.همچنین به کمک شبیه‌سازی عددی یک‌بعدی ساختار شعله پایا و بدون تحریک آکوستیکی شعله جریان متقابل متان-هوا تحت اثر افزودن هیدروژن آنالیز شده است. به کمک این روش، نقش افزودن هیدروژن بر نرخ آزادسازی حرارت شعله و تغییرات ضخامت ناحیه حرارتی شعله بحث شده است. یک آزمونگر شعله جریان متقابل با قابلیت تحریک آکوستیکی برای مطالعه تجربی اثرات افزایش هیدروژن بر شعله متان-هوا استفاده و روش نورتابی رادیکال ch* برای استخراج پاسخ دینامیک شعله به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد، با افزایش هیدروژن به شعله، شدت تابش رادیکال ch* در حالت بدون تحریک آکوستیک، کاهش می‌یابد؛ اما در مواجهه با امواج آکوستیک، دامنه نوسانات نرخ آزادسازی حرارت و شدت تابش رادیکال ch* افزایش خواهد داشت. این امر سبب افزایش مقدار تابع پاسخ شعله با افزودن هیدروژن خواهد بود.