نواندیشان | بهترین سایت علمی آموزشی کشور
علم انتقال گرما یا انتقال حرارت به تحلیل آهنگ انتقال گرما در سیستم می‌پردازد. انتقال انرژی از طریق شارش گرما را نمی‌توان مستقیما اندازه‌گیری کرد ولی این انتقال چون به یک کمیت قابل اندازه‌گیری به نام دما ارتباط دارد، دارای مفهوم فیزیکی است. در نرم افزار انسیس فلوئنت می‌توانیم با فعال کردن معادله‌ی انرژی و حل آن، اثرات انتقال حرارت را وارد محاسبات کنیم.
گرما
گرما نوعی انرژی است که به علت اختلاف دما بین دو سیستم، از یکی به دیگری منتقل می‌شود. (گرما همواره در حال عبور از مرزهای سیستم است.)
دما
کمیتی است بیانگر مقدار گرمای یک جسم. دما معیاری است برای تعیین میزان گرمی یا سردی یک جسم.
روش‌های انتقال گرما
- رسانش
- همرَفت
- تابش
احتراق یا سوختن
احتراق به لاتین: Combustion یا burning) نتیجه‌ی یک فرآیند شیمیایی گرمازا میان یک ماده‌ی سوختنی و عامل اکسیدکننده است که با تولید گرما و تغییر شیمیایی مواد اولیه همراه می‌شود. آزاد کردن گرما میتواند با تولید نور به صورت شعله یا درخشش باشد.
به طور کلی شبیه سازی پدیده احتراق یکی از پیچیده ترین مسائل موجود در تحلیل عددی می باشد. تاکنون مدل های عددی مختلفی برای شبیه سازی انواع احتراق (غیر آمیخته و پیش آمیخته) مایع و یا گاز ارائه شده است. نرم افزار فلوئنت با دارابودن مدلهای احتراقی گسترده و متنوع، به یک ابزار مهم و محبوب جهت تحلیل انواع مسائل احتراقی تبدیل شده است.
تحقق وعده‌هایی که با احتراق هیدروژن ممکن می‌شود؟
با استفاده از هیدروژن میتوان کربن را در بسیاری از بخش‌های اقتصادی از بین ببرد. هیدروژن میتواند به طور مستقیم در پیل‌های سوختی برای انرژی‌های عاری از کربن و یا توربین‌های گازی که تراکم انرژی بالای آنها، بالاتر بودن دمای خود اشتعالی و توانایی سوختن ضعیف آنها مطلوب ما هستند، استفاده شود. سوختن ضعیف به این معناست که در محفظه احتراق مقدار هوای موجود بیشتر از مقدار سوخت میباشد. توافق نامه آب و هوای پاریس و تعهد جامعه هواپیمایی به این نکته اشاره میکند که تا سال ۲۰۵۰ میزان انتشار آلایندهها باید به طور قابل توجهی کاهش یابد که همین امر باعث تحقیق و توسعه بیشتر احتراق هیدروژن خواهد شد.
سوزاندن هیدروژن در موتورها با وجود پتانسیل بالای آن به عنوان یک سوخت “طلایی” یا حامل انرژی، چالش‌های مختلفی از جمله پدیده فلش بک (Flashback)، بی ثباتی آکوستیکی یا صوتی، احتراق خودکار و پایدار سازی شعله در داخل مشعل را ایجاد میکند. مهندسان میتوانند با شبیه سازی این چالشها را برطرف کنند.
شبیه سازی باعث صرفه جویی در وقت و هزینه می شود؟
آزمایش‌های تجربی اطلاعات ارزشمندی را برای کمک به مقابله با چالش‌های مطرح شده فراهم میکند، اما این آزمایش‌ها گران و زمان بر هستند و استفاده صد درصدی از هیدروژن میتواند به معنای فدا شدن اجزای حیاتی و ابزار آزمایشگاهی ما باشد. شبیه سازی‌های عددی میتواند خصوصیات عمیق‌تری از پدیده های پیچیدهای که داخل محفظه‌های احتراق توربین گاز اتفاق می‌افتد را فراهم کند. به عنوان مثال: ویدئوی زیر میدان گرمایی داخل محفظه احتراق یک موتور هوایی است که با استفاده از تحلیل دینامیک سیال محاسباتی (CFD) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت پیش بینی شده است شما می‌توانید با اموزش انسیس فلوئنت در سایت fluentcfd.irمی‌توانید یادگیری نرم افزار انسیس فلوئنت را تجربه کنید.
پیش بینی دقیق چنین پدیده‌های پیچیدهای و همچنین میزان انتشار آلاینده ها در موتورهای توربین گازی، نیازمند مدل‌هایی با دقت بالا و مقیاس‌های معتبر برای تعیین کردن مدلهای توربولانسی، مدلهای احتراقی و طرح های عددی (به عنوان مثال روش QUICK، Upwind و…) میباشد. در مثال بالا، از مدل آشفتگی (SBES)stress-blended eddy simulation و قابلیت مش موزاییکی انسیس برای حل ساختارهای جریان گذرا استفاده شده است. از مدل فاز گسسته در قالب اویلری-لاگرانژی برای مدلسازی اسپری سوخت و همچنین جدایش ثانویه استفاده شده است.
احتراق با استفاده از Flamelet Generated Manifold (FGM) مدل شد، که شیمی حرارتی را توسط کسر مخلوط و پیشرفت واکنش نشان میدهد. این استراتژی مدل سازی (SBES-FGM) برای پیش بینی دقیق رفتار شعله و انتشار گازها برای موتورهای جت و همچنین محفظه‌های احتراق توربین‌های گازی زمینی نیز تأیید شده است.
نواندیشان تابع قوانین جاری کشور جمهوری اسلامی ایران در زمینه حقوق مولفین و ناشرین است، چنانچه نسبت به محتوای این صفحه صاحب حق نشر هستید و درخواست حذف آن را دارد، خواهشمند است از طریق این لینک به ما اطلاع دهید.
