بررسی عددی اثر تشعشعی گاز عملگر بر رفتار حرارتی مشعل متخلخل تابشی

نویسندگان

1 دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان

2 دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

در کار صورت گرفته به بررسی عملکرد یک مشعل متخلخل تحت اثر یک گاز عملگر تشعشعی پرداخته می شود. مشعل های متخلخل براساس تبدیل انرژی بین آنتالپی گاز عبوری و تشعشع حرارتی عمل می کنند. در مطالعه حاضر فازهای گاز و جامد در حالت عدم تعادل حرارتی قرار دارند و احتراق در مشعل توسط یک ناحیه تولید حرارت با توزیع غیریکنواخت سهموی شبیه سازی می شود. از آنجا که محیط متخلخل یک جسم خاکستری درنظر گرفته می شود، علاوه بر تبادل حرارتی جابه جایی با گاز، قابلیت جذب، صدور و پخش تشعشع حرارتی را نیز دارد. به منظور تعیین دقیق تر رفتار حرارتی مشعل متخلخل، تشعشع گاز عبوری نیز درنظر گرفته شده و یک آنالیز تئوری در مختصات دوبعدی و با درنظرگرفتن هر سه نوع انتقال حرارت جابه جایی، هدایت و تشعشع در محیط متخلخل و جریان گاز صورت گرفته است. جهت یافتن توزیع شار حرارت تشعشعی در محیط متخلخل از روش جهت های مجزا استفاده شده است و سپس معادلات به هم پیوسته انرژی فازهای گاز و جامد به صورت همزمان در شرایط پایدار حل می شوند. در نهایت اثر تشعشع گاز عملگر بر عملکرد مشعل متخلخل تابشی بررسی شده است. به منظور صحت روش عددی در کار حاضر، نتایج به دست آمده با نتایج تئوری و تجربی محققان دیگر مقایسه شده است و تطابق خوبی مشاهده شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Gas Radiation Effect on Thermal Characteristics of Porous Radiant Burner

نویسندگان [English]

  • محمدمهدی کشتکار 1
  • سید عبدالرضا گنجعلیخان نسب 2
چکیده [English]

Thermal characteristics of a porous radiant burner (PRB) including gas radiation effects are identified in the present study. This system operates on the basis of effective energy conversion method between flowing gas enthalpy and thermal radiation. In the PRB, the gas and solid phases are considered in non-local thermal equilibrium and combustion is modeled by considering a non-uniform heat generation zone. The porous media as a gray body, in addition to its convective heat exchange with the gas, can absorb, emit and scatter thermal radiation. In order to accurately determine the thermal characteristics of PRB, the gas radiation is also taken into account and a theoretical analysis is conducted for a two dimensional model, where convection, conduction and radiation take place simultaneously in porous medium and gas flow. Discrete ordinates method is used to obtain the distribution of radiative heat flux in the porous media and the coupled energy equations for the gas and porous medium in steady condition are solved numerically. The crucial influence of gas radiation effect on the systemand#39;s performance is thoroughly explored. A comparison has been made between the present numerical results and those reported by other investigators to validate the simulation for the gas radiative effect.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Porous radiant burner
  • 2-D radiative field
  • Gas radiation