Diferentes modos de onda de combustión en un quemador de rejilla
Autores: Novozhilov, Vasily B.; Lidskii, Boris V.; Posvyanskii, Vladimir S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diferentes modos de onda de combustión en un quemador de rejilla
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Estabilización
Frente de llama premezclada
Quemador de rejilla
Modelo matemático
Perfiles de temperatura
Análisis analítico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
La estabilización de una llama premezclada planar en un quemador de rejilla (poroso) es considerada. El modelo desarrollado captura todas las características importantes del fenómeno, al mismo tiempo que permite una investigación analítica cualitativa. Ha sido demostrado matemáticamente de manera rigurosa que existen dos regímenes de estabilización diferentes: uno con la llama localizada cerca de la superficie del quemador, y otro con la llama ubicada dentro de la rejilla. Estos dos regímenes resultan en perfiles de temperatura del gas cualitativamente diferentes a lo largo del flujo que son monótonos y no monótonos, respectivamente. El límite entre los dos regímenes se describe en términos de la dependencia de la temperatura del material sólido de la rejilla en el número de Peclet del flujo. Con perfiles de temperatura similares, dichas dependencias pueden ser tanto monótonas como no monótonas. La transición entre los dos tipos de dependencias está controlada por el número de Arrhenius. Las conclusiones del estudio están respaldadas por análisis numérico. También se comparan favorablemente con los datos experimentales disponibles. La novedad del enfoque actual es un análisis analítico riguroso fundamental del problema. El modelo analítico propuesto, basado en la aproximación de la función de la fuente química, se ajusta bien (dentro de un error relativo del 7%) con el modelo basado en la descripción distribuida de la zona de reacción química. Los resultados obtenidos son importantes desde un punto de vista teórico y práctico. Demuestran la existencia de dos regímenes de operación cualitativamente diferentes para los quemadores de rejilla, impactando así en las soluciones de diseño para dichos dispositivos. Los resultados serán de gran interés para la comunidad académica en general, especialmente en áreas de investigación donde puedan surgir estructuras de ondas similares.
Descripción
La estabilización de una llama premezclada planar en un quemador de rejilla (poroso) es considerada. El modelo desarrollado captura todas las características importantes del fenómeno, al mismo tiempo que permite una investigación analítica cualitativa. Ha sido demostrado matemáticamente de manera rigurosa que existen dos regímenes de estabilización diferentes: uno con la llama localizada cerca de la superficie del quemador, y otro con la llama ubicada dentro de la rejilla. Estos dos regímenes resultan en perfiles de temperatura del gas cualitativamente diferentes a lo largo del flujo que son monótonos y no monótonos, respectivamente. El límite entre los dos regímenes se describe en términos de la dependencia de la temperatura del material sólido de la rejilla en el número de Peclet del flujo. Con perfiles de temperatura similares, dichas dependencias pueden ser tanto monótonas como no monótonas. La transición entre los dos tipos de dependencias está controlada por el número de Arrhenius. Las conclusiones del estudio están respaldadas por análisis numérico. También se comparan favorablemente con los datos experimentales disponibles. La novedad del enfoque actual es un análisis analítico riguroso fundamental del problema. El modelo analítico propuesto, basado en la aproximación de la función de la fuente química, se ajusta bien (dentro de un error relativo del 7%) con el modelo basado en la descripción distribuida de la zona de reacción química. Los resultados obtenidos son importantes desde un punto de vista teórico y práctico. Demuestran la existencia de dos regímenes de operación cualitativamente diferentes para los quemadores de rejilla, impactando así en las soluciones de diseño para dichos dispositivos. Los resultados serán de gran interés para la comunidad académica en general, especialmente en áreas de investigación donde puedan surgir estructuras de ondas similares.