Metan-hava-seyreltici karışımının yanma hızının hesaplanması için bir termodinamik model

A thermodynamic model to calculate burning speed of methane-air-diluent mixtures

Hameed METGHALCHİ, Faranak RAHİM, Raymond J. ANDREWS, Kian Eisazadeh FAR, Farzan PARSİNEJAD

Abstract

A thermodynamic model to calculate burning speed of methane-air-diluent mixtures from the measured dynamic pressure rise of a combustion process in a chamber has been developed. The effect of automotive exhaust gas on the burning speeds was measured using a mixture of 86 % $N_2$ and 14 % $CO_2$ as the diluent. Photographic observations were made through the end windows in the cylindrical chamber using a high-speed charged coupled device (CCD) camera with variable speed of up to 8000 frames/second. The measured values of burning speeds have been compared with laminar burning speeds calculated using the PREMIX flame speed code and the GRI-Mech 3.0 mechanism. This thermodynamic model is valid for a wide range of high temperatures and pressures and the results agree well with the measurements under these conditions when the flames are smooth or cracked and lean or stochiometric.

Özet

Bir odacıkda metan-hava-seyreltici karışımının yanması sırasında basıncın dinamik artışının ölçümünden yanma hızının hesaplanması için bir termodinamik model geliştirildi. Otomobil egzoz gazının yanma hızına etkisi, seyreltici karışım olarak %86 $N_2$ ve %14 $CO_2$ kullanılıp ölçüldü. Silindirik odacığın iki tarafındaki pencerelerden değişken hızlı ve 8000 resim/saniye hızına kadar görüntüleme yapabilen şarjlı bir senkron kamera (CCD) yardımıyla gözlemler gerçekleştirildi.Yanma hızının ölçüm değerleri, PREMIX yanma hızı kodunun GRI-Mech 3.0 mekanizması yardımıyla hesaplanan laminar yanma hızlarıyla karşılaştırıldı. Bu termodinamik model yüksek basınç ve sıcaklıkların geniş bir bölgesi için geçerlidir ve sonuçlar bu şartlarda alev düzgün ya da buruşuk, karışım seyreltik ya da stokiometrik olduğu zaman da ölçme sonuçlarıyla uyumludur.