Ин таҳқиқот таҳқиқ кард, ки чӣ гуна сӯзишвориҳои метан-гидроген, ки дорои гидроген байни %0 ва %100 аз рӯи ҳаҷм мебошанд, ҳангоми ворид кардан ба ҷараёни салибии пӯшида, ки каналҳои омехтаи турбинаи газро ифода мекунад, таҳти вуруди доимии энергияи гармӣ паҳн ва бо ҳаво омехта мешаванд.Муҳаққиқон Симуляцияи Калон Редди (LES)-ро бо ҳисобҳои миёнаи Рейнолдс аз Навье-Стокс (RANS) дастгирӣ карданд;муқоисаи траекторияи реактивӣ, воридшавии сӯзишворӣ, сохторҳои гирдбодӣ, спектри турбулентӣ ва ноомехтагии сӯзишворӣ-ҳаво.Натиҷаҳои LES нишон доданд, ки воридшавии реактивӣ бо таносуби гидроген ба таври хаттӣ афзоиш наёфтааст;воридшавии баландтарин дар омехтае мушоҳида шудааст, ки тақрибан гидрогени %80-ро аз рӯи ҳаҷм дар бар мегирад.Аммо, ин таҳқиқот як модели рақамии ғайрисӯзишворӣ буда, аз баррасии ҳамсолон нагузаштааст ва муносибатҳои нави траекторияи пешниҳодшуда ҳанӯз аз ҷиҳати таҷрибавӣ тасдиқ нашудаанд.

Афзоиши таносуби гидроген суръати ҷараёни массаи заруриро барои воридшавии доимии энергияи сӯзишворӣ коҳиш дод ва дар айни замон суръати реактивиро афзоиш дод.Суръати сӯзишворӣ дар мавриди гидроген-метан (%0) ба 295 м/с ва дар мавриди гидрогени холис ба 978 м/с расид.Аммо, аз сабаби зичии хеле пасти гидрогени холис, таносуби импулс-ҷараён на дар гидрогени холис, балки дар омехтае, ки дорои гидроген бо ҳаҷми %80 буд, ба арзиши баландтарини худ расид.Ин таъсири муқобил боиси афзоиши ибтидоии воридшавии реактивӣ гардид, ки ба баландтарин сатҳи худ дар атрофи гидроген бо ҳаҷми %80 расид ва сипас боз дар гидрогени холис коҳиш ёфт.

Таҳқиқот нишон дод, ки муодилаи мадори Holdeman воридшавии пешгӯишударо, ки аз ҷониби LES пешбинӣ шудааст, ба таври назаррас нодида мегирад, хусусан дар шароити гидроген бо ҳаҷми %80 ва %100.Муҳаққиқон ду муодилаи тағирёфтаро пешниҳод карданд, ки таъсири зичиро коҳиш медиҳанд ва таносуби импулс-ҷараёнро таъкид мекунанд.Гузориш дода шуд, ки муодилаи дуюми тағирёфта бо натиҷаҳои LES дар шароити омӯхташуда мувофиқати умумии наздиктаринро медиҳад.

Ноомехтагии сӯзишворӣ-ҳаво бо афзоиши таносуби гидроген ба таври системавӣ коҳиш ёфт.Ин натиҷа на танҳо ба партоби молекулавии баланди гидроген нисбат ба метан вобаста буд;арзёбӣ шудааст, ки механизми асосӣ тақвияти омехта аз ҷониби энергияи кинетикии турбулентӣ, ки аз суръати баланди реактивӣ ба вуҷуд меояд, мебошад.Аммо, таҳқиқот аланга, ҳарорат ё NO-ро мустақиман таҳқиқ накардааст._x ташаккули онро тақлид накардааст.Мулоҳизаҳо дар бораи паст шудани омехтанопазирӣ метавонад ба тақсимоти якхелаи ҳарорат оварда расонад ва нуқтаҳои камтари гарм тавассути санҷиши сӯзишворӣ ё андозагирии партовҳо тасдиқ карда нашудаанд.

Саволи марказии тадқиқот чист?

Саволи марказии тадқиқот ин аст, ки чӣ гуна илова кардани гидроген ба гази табиӣ траекторияи реактивии ҷараён ва сифати омехтаи сӯзишворӣ-ҳаворо дар канали пӯшидаи омехтаи турбинаи газ тағйир медиҳад.Аз ҷумла, тағир додани таносуби гидроген ҳангоми нигоҳ доштани як миқдори энергияи кимиёвӣ;Он ҳамзамон зичии сӯзишворӣ, суръати гардиши оммавӣ, суръати реактивӣ, суръати импулс ва диффузияи молекуларо тағир медиҳад.Азбаски ин хосиятҳо новобаста аз ҳамдигар амал намекунанд, танҳо пешгӯӣ кардан мумкин нест, ки гидрогени бештар ҳамеша воридшавии реактивии баланд ё камтарро ба вуҷуд меорад.

Тадқиқот инчунин таҳқиқ кард, ки оё муодилаи Holdeman, ки барои ҳавопаймоҳои гази табиӣ васеъ истифода мешавад, барои сӯзишвориҳои аз гидроген бой боэътимод аст ё не.Муносибати Holdeman аз ҳавопаймоҳои гармидиҳии ҳавоӣ ба ҷараёни озод ворид карда шуда буд ва дар таносуби ҷараёнҳои импулс 15 то 60 тасдиқ карда шуд.Арзишҳо дар ин тадқиқот байни 9,09 ва 14,09 мебошанд ва таркибҳои сӯзишворӣ аз метан то гидрогени холисро дар бар мегиранд.

Кадом холигоҳ дар адабиёт мавриди ҳадаф қарор гирифтааст?

Ҳавопаймо дар сохтори crossflow (JICF);Он дар чунин барномаҳо ба монанди омехта кардани сӯзишворӣ-ҳаво, ҳавои маҳлули камераи сӯзишворӣ ва хунуккунии зарбаи турбина васеъ истифода мешавад.Гарчанде ки адабиёти васеъ оид ба ҳавопаймоҳои озод ё бемаҳдуд мавҷуд аст, геометрияҳои пӯшидае, ки ба каналҳои воқеии омехтаи турбинаҳои газ монанданд, камтар омӯхта шудаанд.

Аксарияти корҳои қаблӣ бо сӯзишвории дорои гидроген ба алангаи реаксия, ҳавопаймоҳои озод дар миқёси лаборатория ё таносуби мушаххаси гидроген дахл доштанд.Фосилае, ки ин тадқиқот ҳадаф қарор додааст;%0, %40, %60, %80 ва %100 баҳодиҳии муштараки рафтори орбиталӣ ва омехтаи омехтаҳои гидроген дар як вуруди энергия дар канали омехтаи пӯшида ва ғайрисӯхташуда аз сӯзишвории амалии турбинаи газ мебошанд.

Дар реактиви ҷараёни салибӣ кадом сохторҳои ҷараён ба вуҷуд меоянд?

Ҳавопаймои сӯзишворӣ, ки ба ҷараёни ҳаво перпендикуляр дода шудааст, ки дар самти салиб ҳаракат мекунад, дар хати рост ҳаракат намекунад.Ҳангоме ки ҷараёни ҳаво реактивро ба поён мепечонад, дар атрофи реактив системаҳои гирдоби ба ҳам алоқаманд ба вуҷуд меоянд:

• Ҷуфти гирдоби муқобил, CVP: Ҷуфти гирдоби миқёси калон, гурдашакл, ки интиқоли сӯзишворӣ ва омехтаро дар майдони дури ҳавопаймо муайян мекунад.
• гирдоби наъл: Он аз таъсири мутақобилаи градиенти баръакси фишор дар пеши сӯрохи реактивӣ ва қабати сарҳадии девор иборат аст.
• Гирдобҳои қабати реактивӣ: Он аз ноустувории Келвин-Ҳелмголтс, ки аз фарқияти суръати байни реактивӣ ва ҷараёни салиб ба вуҷуд омадааст, ба вуҷуд меояд.
• гирдоби пайраҳаҳо: Бо қабати сарҳадӣ ва ҷудошавии ҷараён дар паси сӯрохи реактивӣ алоқаманд аст.
• Гирдҳои хурди мӯйшакл: Инҳо сохторҳои хурдтари турбулентӣ мебошанд, ки махсусан дар наздикии девор дида мешаванд.

Дар тасвирҳои LES мушоҳида шудааст, ки таносуби гидроген на танҳо хатти маркази реактивӣ, балки андозаи ин гирдобиҳо, иртибот бо девор ва таъсири мутақобилаи онҳоро бо ҳамдигар тағйир медиҳад.Дар ҳоле ки ҷуфти бузурги гирдоби муқобил ба девори болоӣ дар ҳолати гидрогени ҳаҷмии %0 нарасид, тамоси мустақим бо девори болоӣ дар ҳолатҳои стандартии воридшавии энергия байни гидрогени %40 ва %100 ба амал омад.Ҳолати гидрогении %60 ҷараёни пасти импулс як шакли гирдоби наздиктар ба ҳолати метани покро бо ҳамон таносуби ҷараёни импулс нишон дод.

Домени ҳисоббарорӣ ва шароити корӣ

Майдони рақамӣ як қурби мубодилаи навъи Mitsubishi мебошад, ки дар Донишгоҳи Крэнфилд таҳия шудааст._x Аз минтақаи омехтаи сӯзишворӣ ва ҳавои сӯзишворӣ илҳом гирифта шудааст.Ин насб нусхаи мустақими камераи сӯзишвории тиҷоратӣ нест;аммо таносуби миқёс ва тарҳ барои муаррифии канали амалии омехтаи турбинаи газ интихоб карда шуданд.

• Диаметри сӯрохи сӯзишворӣ: 4 мм
• Дарозии сопло сӯзишворӣ: 4 мм
• Масофа байни вуруди ҳаво ва сӯрохи сӯзишворӣ: 20 мм
• Андозаҳои канал: 168,12 мм × 75 мм × 26,75 мм
• Ҳарорати ҳаво: 692 К
• Суръати ҳавоӣ: 95 м/с
• Ҳарорати стандартии сӯзишворӣ: 413 K
• Шумораи сӯрохиҳои сӯзишворӣ: Як ҳавопаймои даврашакл
• Ҳолати сӯзишворӣ: ғайрифаъол, ҷараён бе сӯзиш

Воридоти энергияи кимиёвӣ дар ҳама шаш шароити корӣ баробар нигоҳ дошта шуд:

Гарчанде ки гидрогени соф суръати баландтарини реактивӣ дорад, он суръати баландтарини ҷараёни импулсро надорад.Ин аст, ки импулс на танҳо бо суръат, балки аз рӯи зич низ муайян карда мешавад.Зичии хеле пасти гидрогени соф як қисми афзоиши суръатро ҷуброн мекунад;Қимати J бо 14,09 дар омехтаи дорои %80 гидроген ба сатҳи баландтарин афзоиш ёфт ва дар гидрогени пок то 12,64 коҳиш ёфт.

Шарти шашум шарти махсуси назорат аст.Гарчанде ки %60 аз рӯи ҳаҷм гидроген дорад, ҳарорати вуруди сӯзишворӣ то 292 K кам карда шуд ва суръати ҷараёни импулс ба арзиши 9,09 дар ҳолати метани холис баробар карда шуд.Ҳамин тариқ, таъсири таркиби гидроген ва ҷараёни импулсро аз ҳамдигар қисман ҷудо кардан мумкин аст.

Моделҳои LES ва RANS чӣ гуна татбиқ карда шуданд?

Симуляцияи бузурги гирдоби сохторҳои турбулентиро мустақиман ҳал кард, ки аз шабакаи ҳисоббарорӣ калонтар аст;еддиҳои хурдтар аз ҷониби модели зершабакаи Wall-Adapting Local Eddy-Viscosity (WALE) муаррифӣ карда шуданд.Домени асосии LES аз тақрибан 12 миллион ҳуҷайраҳои сохторӣ, ки бо ANSYS ICEM 2021 сохта шудаанд, иборат аст.Барои гирифтани гирдоби хурд дар атрофи вуруди сӯзишворӣ дар ин минтақа бориккунии торҳои маҳаллӣ татбиқ карда шуд.

%0, %40, %60 ва %80 қадами вақт дар шароити гидроген 1 × 10^-6 дар сонияҳо интихоб карда мешавад.Қадами вақт барои нигоҳ доштани рақами Курант-Фридрихс-Льюи тақрибан дар як ҳолат бо сабаби суръати баланди воридшавии гидрогени холис 978 м/с 2 × 10^-7 ба сонияҳо кам карда мешавад.Итератсияи 20 дар ҳар як қадами вақт иҷро карда шуд ва боқимондаҳо ҳадди аққал ду дараҷаи бузургӣ кам карда шуданд.

Барои ҳар як ҳолати LES, панҷ вақти транзит барои конвергенсияи ибтидоӣ, панҷ вақти гузариш барои ба даст овардани нишондиҳандаҳои миёнаи вақт ва се вақти гузариш ба ҷараён барои сабти сигналҳои энергияи кинетикии турбулентӣ ҳисоб карда шуд.Вақти умумии ҳисобкунӣ вақти ҷараёни 13 мебошад.

Хусусиятҳои термофизикии омехтаи газро механизми AramcoMech 1.3 таъмин мекунанд.Гарчанде ки модели сӯзишвории Manifold тавлидшудаи Flamelet ба нақшаи ҳисоб илова карда шудааст, реаксияҳои кимиёвӣ фаъол нестанд.Аз ин рӯ, омӯзиш на моделиронии сӯзиш ё партоб, балки санҷиши ғайрисӯхтаии раванди омехтаи сӯзишворӣ ва ҳаво пеш аз аланга мебошад.

Дар муқоисаи RANS, моделҳои турбулентии k-ε ва стандартии k-ω дар аввал амалӣшаванда арзёбӣ шуданд.Дар ҳолати гидрогени ҳаҷмии %40, модели амалишавандаи k-ε аз ҳад зиёд пешгӯӣ мекунад, ки реактив ба девори боло мерасад ва ба ду қисм тақсим мешавад.Азбаски модели стандартии k-ω бо тақсимоти баромади LES беҳтар мувофиқат мекунад, ин модел барои ҳисобҳои асосии RANS интихоб шудааст.

Чӣ тавр усули ададӣ тасдиқ карда шуд?

Тафовут аз геометрияи асосии канали пӯшида, тарҳи ройгони реактивии ҳавоӣ, ки барои он маълумоти таҷрибавӣ қаблан нашр шуда буданд, таҷдид карда шуд.Дар ин ҳолати санҷиш, суръати ҷараёни импулс 16, диаметри реактивӣ 8 мм, суръати гардиши ҳаво 9,43 м/с ва фишори атмосфера аст.Шабакаи санҷиши LES тақрибан 10 миллион гиреҳ ва⁺ арзиш тақрибан дар 3 нигоҳ дошта мешавад.

натиҷаҳои LES ва RANS;Онҳо бо профилҳои таҷрибавӣ аз рӯи консентратсияи миёнаи реактивӣ, ҷузъҳои миёнаи суръат, тағирёбии миёнаи квадратии консентратсия ва ҷузъҳои фишори Рейнольдс муқоиса карда шуданд.Ҳангоме ки RANS баъзе профилҳоро дар наздикии девор гирифта буд, дар мавқеъҳои баландтар дақиқиро аз даст дод.LES дар рафтори умумӣ ва нооромӣ мувофиқати беҳтар нишон дод.

LES бузургии фишори ҷараёни Рейнольдсро дар минтақаи девор ба сӯрохи реактивӣ хеле наздик баҳо дод.Ғайр аз он, ҳам RANS ва ҳам LES натавонистанд тақсимоти амудии мушаххаси фишори Рейнольдсро пурра ба даст оранд.Муаллифон инро ба набудани тафсилот дар шароити сарҳадии нашршудаи таҳқиқоти тасдиқкунӣ марбут карданд.Ин нишон медиҳад, ки усули ададӣ ҷараёни умумиро ифода мекунад, аммо на ҳама ҷузъҳои турбулентии маҳаллиро комилан тасдиқ мекунад.

Муодилаҳои бунёдӣ чиро ифода мекунанд?

Меъёри Курант-Фридрихс-Льюи

\[ CFL = \frac{U\,dt}{\Delta} \]

Дар ин ҷо У суръати ҷараёни маҳаллӣ (м/с), dt қадами вақт (ҳо), Δ андозаи хоси шабакаро (м) нишон медиҳад, ки бо решаи мукааби ҳаҷми ҳуҷайра муайян карда мешавад.Шумораи CFL-ҳо тақрибан як аст, барои таъмини он, ки иттилооти ҷараён дар як қадами вақт интиқол дода мешавад, аз андозаи тақрибан як ҳуҷайра зиёд набошад.

Стресси Рейнолдс дар LES ва RANS

\[ \overline{u_i' u_j'} = \overline{u_i u_j} - \overline{u_i}\,\overline{u_j} \]

LES мустақиман фишори Рейнольдсро аз тағирёбии суръате, ки он метавонад ҳал кунад, ҳисоб мекунад. u_i' ва u_j'ба тағирёбии фаврии суръат дар ду самти координат ишора мекунад.

\[ -\rho \overline{u_i' u_j'} = \mu_t \left(\frac{\partial U_i}{\partial x_j}+\frac{\partial U_j}{\partial x_i}\right)-\frac{2}{3}\rho K\delta_{ij} \]

Дар модели RANS, фишори Рейнольдс бо усули Boussinesq модел карда шудааст. ρ зичӣ (кг/м³), μ_т часпакии динамикии турбулентӣ (Па·с), K энергияи кинетикии турбулентӣ (м²/с²), У_i суръати миёна ва δ_ij Ин дельтаи Кронекер аст.Ин равиш яке аз фарқиятҳои калидӣ мебошад, ки мефаҳмонад, ки чаро LES ва RANS метавонанд паҳншавии реактивӣ ва суръати омехтаро ба таври гуногун пешгӯӣ кунанд.

Таносуби ҷараёни импулс ва траекторияи Holdeman

\[ J = \frac{\rho_j u_j^2}{\rho_\infty u_\infty^2} \]

Jфишори импулсро ифода мекунад, ки ҳавопаймои сӯзишворӣ бар зидди ҷараёни ҳавои салиб дорад. ρ_j ва u_j зичй ва суръати реактивии сузишворй; ρ_∞ ва у_∞ зичӣ ва суръати ҷараёни салиб мебошад.Афзоиши суръати реактивӣ таъсири қавӣ дорад, зеро квадрати суръат ба муодила ворид мешавад;аммо зичии пасти гидроген як кисми ин афзоишро ҷуброн мекунад.

\[ \frac{Z_c}{D} = 0.76\left(\frac{\rho_j}{\rho_\infty}\right)^{0.15}J^{0.52}\left(\frac{X_c}{D}\right)^{0.27} \]

Дар муодилаи Holdeman Z_c воридшавии амудии ҳавопаймо, X_c масофаи уфуқӣ пас аз сӯрох ва D диаметри сӯрохи аст.Муодила вазни экспоненсиалӣ ба таносуби ҷараёнҳои импулс 0,52, таносуби зичии 0,15 ва масофаи беандозаи поёноб 0,27 медиҳад.Натиҷаҳои тадқиқот нишон медиҳанд, ки бинобар ин истифодаи таносуби зич, коррелятсия воридшавӣ ба реактивҳои аз гидроген бойро кам арзёбӣ мекунад.

Муносибати дигари Holdeman ва Смит барои ҷараёнҳои пӯшидаи ҳавопаймоҳои сершумор дар як саф низ дар мақола омӯхта шудааст:

\[ \frac{y_c}{H_{eq}} = a_1(0.3575)J^{0.25}\left(\frac{S}{d}\right)^{0.14}\left(\frac{H_{eq}}{d}\right)^{-0.45}C_d^{0.155}\left(\frac{x}{H_{eq}}\right)^{0.17}\exp(-b) \]

\[ a_1 = \min\left[\left(1+\frac{S}{H_{eq}}\right),2\right] \]

\[ b = 0.091\left(\frac{x}{H_{eq}}\right)^2\frac{1-\left[\left(\frac{S}{H_{eq}}\right)J^{0.5}/3.5\right]}{S/H_{eq}} \]

S масофаи байни марказҳои реактивии ҳамсоя, H_eq баландии канал ва C_д коэффисиенти разряд мебошад.Азбаски ин тадқиқот як ҳавопаймои реактивиро дар бар гирифт ва шартҳои дурустии коррелятсия риоя карда нашуданд, ин муодилаҳо барои баҳодиҳии мадори асосӣ истифода намешаванд.

Спектри энергияи турбулентӣ

\[ K = \int_0^\infty E(k)\,dk \]

K энергияи умумии кинетикии турбулентӣ, к = 2\pi/l рақами мавҷ ва E(k) зичии энергия барои як адади мавҷ аст.Гирдҳои калон дар рақамҳои мавҷҳои паст ҷойгиранд, гирдоби хурд дар рақамҳои мавҷҳои баланд ҷойгиранд.

\[ E(k) = C\varepsilon^{2/3}k^{-5/3}f_Lf_\eta \]

ε суръати ноором талафоти энергия, C доимӣ, f_Л майдони дорои энергия ва ф_η шакли минтақаи камшавиро ифода мекунад.Дар доираи инерсия ин ду ислоҳ тақрибан ба як наздик мешавад ва нишебии спектр ба қонуни Колмогоров -5/3 наздик мешавад.Ин нишеб дар графикҳои зичии спектри қувваи таҳқиқот дида шуд, бинобар ин баҳо дода шуд, ки миқёсҳои дорои энергия, инерсиалӣ ва талафот тавассути LES гирифта шудаанд.

Шумораи Strouhal ва зичии спектри барқ

\[ St = \frac{fd}{U_j} \]

Ст басомади беандоза, ф басомад (Гц), д диаметри реактивӣ (м) ва У_j суръати реактивӣ (м/с).Рақамҳои поёнии Strouhal ба гирдоби миқёси калонтар ва сусттар мувофиқанд ва арзишҳои баландтар ба сохторҳои хурдтар ва тезтар мувофиқат мекунанд.

\[ PSD(f_n) = \frac{E(f_n)}{\Delta f} \]

Зичии спектри барқ ​​нишон медиҳад, ки чӣ гуна қудрат дар сигнали энергияи кинетикии турбулентӣ дар байни басомадҳо тақсим карда мешавад.Воҳиди дар таҳқиқот истифодашуда (м/с)⁴/Hz.Табдил додан ба домени басомад тавассути табдили фаврии Фурье анҷом дода шуд ва равзанаи Ҳаннинг барои кам кардани қатъи сунъӣ дар охири пайдарпайии интихоб истифода шуд.

\[ \Phi_n = \frac{1}{N}\sum_{k=0}^{N-1}\Phi_k\exp\left(-\frac{2\pi ikn}{N}\right) \]

Φ_k мисоли силсилаи вақти хом, Φ_n Коэффисиенти Фурье, Н шумораи умумии намунаҳо ва i ҳаҷми маҷозӣ аст.Ин трансформатсия сигнали турбулентии фаврӣ ба ҷузъҳои басомад ҷудо мекунад.

Муайян кардани гирдобиҳо бо меъёри Q

\[ Q = \frac{1}{2}\left(\|\Omega\|^2-\|S\|^2\right) \]

S тензор суръати шиддат, Ом тензори чарх ё гирдобиро ифода мекунад.Қиматҳои мусбат ва ба қадри кофӣ баланди Q имкон медиҳанд, ки гирдоби сеченака тавассути муайян кардани минтақаҳое, ки таъсири гардиш аз таъсири шиддат қавитар аст, ҳамчун сатҳи изофӣ тасвир карда шаванд.

\[ S_{ij} = \frac{1}{2}\left(\frac{\partial U_i}{\partial X_j}+\frac{\partial U_j}{\partial X_i}\right) \]

\[ \Omega_{ij} = \frac{1}{2}\left(\frac{\partial U_i}{\partial X_j}-\frac{\partial U_j}{\partial X_i}\right) \]

Q = 10 дар муқоисаи ибтидоии гидроген⁸, дар ҷараёни санҷиш Q = 9 × 10⁵ изофӣ истифода мешавад.Ин остонаҳо на ҳамчун маҳдудияти эътибори ҷисмонӣ, балки ба таври ампирикӣ интихоб карда шуданд, балки барои дидани гирдоби калон бидуни аз даст додани ҷузъиёт.

Омехтанашавии сӯзишворӣ–ҳаво

\[ S_f = \sqrt{\frac{\sum C_n^2W_n}{\sum W_n}-\left(\frac{\sum C_nW_n}{\sum W_n}\right)^2} \]

C_n фраксияи массаи сӯзишвории маҳаллӣ дар ҳавопаймои баромад, W_n суръати ҷараёни оммавӣ, ки аз ҳуҷайраи шабакавии дахлдор мегузарад ва S_f омехта нашудани консентратсияи мутлақ.Муодила ченакеро ба вуҷуд меорад, ки ба инҳирофи стандартии тақсимоти консентратсияи сӯзишворӣ аз рӯи ҷараёни масса вазн карда шудааст.

\[ S_{FAR} = \sqrt{\frac{m_f}{m_f+m_a}-\left(\frac{m_f}{m_f+m_a}\right)^2} \]

m_ф сӯзишвории умумӣ, m_а суръати умумии ҷараёни ҳаво. S_{ЧАРОИ ФАР}арзиши нормализатсия мебошад, ки сатҳи баландтарини омехтанашударо ифода мекунад, ки дар он сӯзишворӣ ва ҳаво комилан ҷудо мешаванд.

\[ S_N = \frac{S_f}{S_{FAR}} \]

Омехтаи ба эътидол овардашуда S_Нарзиши 0-ро дар омехтаи пурра ва 1 дар ҷудокунии пурра мегирад.Арзиши пасттар маънои тақсимоти якхелаи сӯзишвориро дорад.

Ворид кардани арзиши поёнии гармӣ ба нишондиҳандаи омехтанашавӣ

\[ S_{f,L} = \sqrt{\frac{\sum (L_{mix}C_n)^2W_n}{\sum W_n}-\left(\frac{\sum L_{mix}C_nW_n}{\sum W_n}\right)^2}=L_{mix}S_f \]

\[ S_{FAR,L}=L_{mix}S_{FAR} \]

\[ S_{N,L}=\frac{S_{f,L}}{S_{FAR,L}}=\frac{S_f}{S_{FAR}}=S_N \]

L_омехтаарзиши пасти калорияи омехтаи сӯзишворӣ мебошад.Тағйирёбии тақсимоти мутлақи энергия бо арзиши пасти калорияи сӯзишворӣ.Аммо азбаски ҳамон коэффитсиент ба ҳисоб ва маҳраҷ дохил мешавад, омехта нашудани нормалшуда аз ҷиҳати математикӣ тағйир намеёбад.Аз ин рӯ, ислоҳи арзиши пасти калория барои тафсири тақсимоти мутлақи энергия дар ҳоле ки ба эътидол оварда шудааст, муҳим аст S_Н арзиши онро тағир намедиҳад.

Қобилияти тафриқаи шабакаи LES

\[ k_{total}=k_{res}+k_{sgs} \]

\[ \frac{k_{res}}{k_{res}+k_{sgs}}>0.8 \]

k_расм бевосита ҳал карда мешавад, k_sgs энергияи кинетикии турбулентӣ, ки ба модели зершабақа бароварда мешавад.Таҳқиқот ҳалли мустақими ҳадди аққал %80-и энергияи умумии турбулентиро ҳамчун ченаки мувофиқати шабака истифода бурд.

\[ k_{res}=\frac{1}{2}\left(U_{RMSE}^2+V_{RMSE}^2+W_{RMSE}^2\right) \]

\[ k_{sgs}=\left(\frac{\mu_{sgs}}{\rho C_V\Delta}\right)^2 \]

У_RMSE, V_RMSE ва W_RMSE тағирёбии миёнаи квадратии се ҷузъи суръат; μ_sgs часпакии турбулентии зершабака ва C_V Константа ҳамчун 0,094 истифода мешавад.Дар аксари минтақаҳои тафтишшуда таносуби ҳалшудаи энергия дар байни 0,8 ва 1 боқӣ монд;танҳо ҳавопаймо аз 0,8 дар қисмати хеле хурди девори даромадгоҳ фуромад.

Вобастагиҳои пешниҳодшудаи тағйирёфтаи траектория

Муносибати аввалини тағирёфта таносуби зичро аз формулаи Holdeman комилан хориҷ мекунад:

\[ \frac{Z_c}{D}=0.76J^{0.52}\left(\frac{X_c}{D}\right)^{0.27} \]

Ин муодила траекторияи реактивиро танҳо аз рӯи суръати ҷараёни импулс ва масофаи поёноб муайян мекунад.Гарчанде ки натиҷаҳои LES бартарияти импулсро дастгирӣ мекунанд, фарқияти хурд байни гидрогени J %60 ва метани пок нишон дод, ки зичии онро комилан нодида гирифтан мумкин нест.

Муносибати дуюми тағирёфта таъсири зичро бо мултипликатори заифтар ва эмпирикӣ дубора ҷорӣ мекунад:

\[ \frac{Z_c}{D}=0.76J^{0.52}\left(\frac{X_c}{D}\right)^{0.27}\exp(b) \]

\[ b=\left(1-\exp\left(1-\frac{J}{J_{70\%H_2}}\right)\right)\left(0.2+\frac{\rho_{0\%H_2}-\rho}{\rho_{0\%H_2}-\rho_{100\%H_2}}\right) \]

J_70%H2, таносуби ҷараёни импулси ҳаҷми гипотетикӣ %70 ҳолати гидроген; ρ_0%H2 ҳолати метани тоза, ρ_100%H2 холати водородии холис ва ρ зичии омехтаи тафтишшуда мебошад.0,2 доимӣ ва шарти истинод %70 ба таври ампирикӣ барои мувофиқ кардани маълумоти LES интихоб карда шуданд.Инҳо константаҳои универсалии физика нестанд.

Таърифи нави вобаста ба вақти омехтанашавӣ

\[ S_{f,t}=\sqrt{\frac{\sum_t\left(\sum_n C_n^2W_n\right)_t}{\sum_t\left(\sum_nW_n\right)_t}-\left[\frac{\sum_t\left(\sum_nC_nW_n\right)_t}{\sum_t\left(\sum_nW_n\right)_t}\right]^2} \]

\[ S_{FAR,t}=\sqrt{\frac{\sum_t(m_f)_t}{\sum_t(m_f+m_a)_t}-\left[\frac{\sum_t(m_f)_t}{\sum_t(m_f+m_a)_t}\right]^2} \]

\[ S_{N,t}=\frac{S_{f,t}}{S_{FAR,t}} \]

Дар ҳоле, ки равиши анъанавӣ танҳо тақсимоти фазоӣ дар ҳамвории натиҷавии вақтро истифода мебарад, таърифи нав ҳам фарқиятҳои фазои байни ҳуҷайраҳо ва ҳам тағйирёбии консентратсияи вақтро дар бар мегирад.Ҳадафи ин усул пешгирӣ кардани минтақаҳои бо сӯзишворӣ дар муддати кӯтоҳ аз байн рафтани вақт аст.

Дар ин геометрия, омехта нашудани анъанавии LES ва омехта нашудани LES аз вақт вобаста ба ҳамдигар хеле наздиканд.Натиља нишон медињад, ки дар шароити тањќиќшуда номураттабии фазої асосан сифати омехтаро муайян мекунад ва таѓйирёбии муваќќатї дуюмдараља мемонанд.Таҳқиқот ба таври возеҳ нишон медиҳад, ки ин натиҷаро ба дигар танзимоти инжекторҳо умумӣ кардан мумкин нест.

Траекторияи реактивӣ ва фраксияи массаи сӯзишворӣ чиро нишон медиҳад?

Дар тасвирҳои фраксияи массаи сӯзишворӣ дар ҳавопаймои маркази реактивӣ, ҳавопаймои сӯзишворӣ тавассути ҷараёни салиб ба поён хам мешавад.Муҳаққиқон охири поёни минтақаи рангаро назорат карданд, ки дар он фраксияи массаи сӯзишворӣ 0,2 ҳамчун нишондиҳандаи омехта аст.

Далели он, ки RANS дар ҳама шароит дарозии нӯги кӯтоҳтар медиҳад, нишон медиҳад, ки он сӯзишворӣ нисбат ба LES тезтар паҳн ва омехта мекунад.Аммо, кӯтоҳ кардани қисми массаи 0,2 бо гидроген на танҳо далели тезтар омехта мешавад.Ҳангоми воридоти доимии энергия, бо афзоиши таносуби гидроген, суръати умумии массаи сӯзишворӣ ва фраксияи массаи сӯзишворӣ кам мешавад.Аз ин рӯ, пештар нопадид шудани ҳамон ҳадди 0,2 ҳам суръати омехта ва ҳам тағирёбии консентратсияи ибтидоиро дар бар мегирад.

Муқоисаи шароити гидрогении J ва пасти J %60 аҳамияти ҷараёни импулсро нишон дод.Дар ҳолати пасти J, дарозии нӯги 14 мм дар RANS ва 25 мм дар LES буд;Стандарти %60 дар ҳолати гидроген аз арзишҳои 11 мм ва 20 мм дарозтар боқӣ монд.Суръати пасти реактивӣ ва суст шудани турбулентӣ боиси суст шудани парокандашавии сӯзишворӣ гардид.

Чаро воридшавӣ дар гидрогени %80 баландтарин аст?

Дохилшавии реактивӣ аз рӯи мавқеи амудӣ бо консентратсияи баландтарини сӯзишворӣ дар мавқеи X = 40 мм муайян карда шуд.Мувофиқи натиҷаҳои LES, воридшавӣ ба сатҳи баландтарин дар атрофи гидрогени %80 аз рӯи ҳаҷм расид.Қуллаи RANS тақрибан %70 ва қуллаи муносибати Holdeman тақрибан %60 гидроген аст.

Ин рафтори ғайрихаттӣ натиҷаи ду таъсири физикии муқобил аст:

1. Баланд бардоштани таносуби гидроген суръати реактивии сӯзишвориро барои як воридшавии энергия зиёд мекунад.Ин воридшавиро зиёд мекунад, зеро квадрати суръат ба ҷараёни импулс ворид мешавад.
2. Миқдори аз ҳад зиёди гидроген зичии сӯзишвориро ба таври ҷиддӣ коҳиш медиҳад. Баробари наздик шудан ба гидрогени соф камшавии зич таъсири афзоиши суръатро ба импулс кисман пахш мекунад.

Аз ин рӯ, гарчанде ки реактиви гидрогени софи %80 нисбат ба омехтаи гидроген тезтар аст, он дорои арзиши J камтар ва воридшавии камтар аст. LES инчунин воридшавии бештари гидрогени покро нисбат ба метани пок пешгӯӣ мекунад, дар ҳоле ки муодилаи аслии Holdeman баръакс пешгӯӣ кардааст.

Дохилшавии ҳолати гидрогени пасти J %60 ба ҳолати метани пок наздик шуд. Гарчанде ки J = 9,09 дар ду ҳолат, натиҷаҳо комилан якхела нестанд. Ин тафовут нишон медиҳад, ки суръати ҷараёни импулс тағирёбандаи бартаридошта аст, аммо хосиятҳои дигар ба монанди зичӣ, суръат ва паҳншавӣ низ нақши заифтар доранд.

То чӣ андоза муносибатҳои нав модели Holdemanро беҳтар карданд?

X = 40 Дар зер меъёрҳои хатогиҳои имзошуда бо истинод ба вуруди маркази LES бо мм ҳисоб карда шудаанд. Қимати мусбӣ баҳодиҳии аз ҳад зиёдро нишон медиҳад, арзиши манфӣ аз камбаҳодиҳии:

Муносибати дуюми тағирёфта дар панҷ аз шаш шарт хатои мутлақи %3 ё камтар дод. Бузургтарин ғарази он баҳодиҳии аз ҳад зиёди %40 ва %11,4 дар ҳолати гидроген мебошад. Дар ҳолати гидроген аз рӯи ҳаҷми %80 хато ҳамчун -%0,1, дар гидрогени холис %2,1 ва дар гидрогени пасти %60 ҳамчун %0,8 гузориш дода мешавад.

Муносибати аввалини тағирёфта дар баъзе шароити баланди гидроген нисбат ба Holdeman беҳтар иҷро шуд, зеро он зичии онро комилан нодида гирифт, аммо %40 %23,5-ро дар гидроген ва %10,9-ро дар гидрогени холис аз ҳад зиёд арзёбӣ кардааст. Ин муќоиса нишон медињад, ки таъсири зич набояд мисли муодилаи Holdeman сахт бошад, аммо барои пурра бартараф кардани он кифоя нест.

Муносибатҳои нав танҳо ба ин натиҷаҳои LES мувофиқанд. 0,2 доимӣ ва истинод ба гидроген %70 дар муодилаи дуюм аз андозагирии таҷрибавӣ ё назарияи умумӣ гирифта нашудаанд. Аз ин рӯ, гуфтан мумкин нест, ки таносубҳо барои баландиҳои гуногуни каналҳо, фишорҳо, ҳароратҳо, диаметрҳои реактивӣ, инжекторҳои сершумор ё дигар омехтаҳои сӯзишворӣ эътибор доранд.

Тақсимоти сӯзишворӣ дар васлаки канали омехта

Таносуби муодилаи маҳаллӣ дар баромади канал аввал аз рӯи таносуби эквивалентии глобалӣ тақсим карда мешавад ва сипас байни 0 ва 1 ба эътидол оварда мешавад, то таносуби эквивалентии глобалӣ, ки бо таносуби гидроген фарқ мекунад, аз таҳрифи муқоиса пешгирӣ карда шавад.

Дар натиҷаи LES, минтақаи аз сӯзишворӣ бой дар ҳама шароити стандартии гидроген ба девори боло наздик шуд.Аз рӯи ҳаҷм, реактиви гидрогении %80 сатҳи баландтаринро ба вуҷуд овард, таъсири пурқувватро бо девори боло нишон дод ва бо таъсири ҷуфти гирдоби муқобил ба ду минтақаи алоҳидаи бой тақсим карда шуд.Тақсимоти баромади ҳолати гидрогени пасти J %60 ба ҳолати метани пок бо ҳамон арзиши J монанд буд.

RANS тамоюли умумиро ба даст овард, аммо таъсири ҷуфти гирдоби муқобилро ба шакли реактивӣ аз ҳад зиёд арзёбӣ кард.Дар тасвирҳои RANS, тақсимоти сӯзишворӣ дар ҳама шаш шароит ба ду қисм тақсим карда шуд, дар ҳоле ки дар LES, сохтори ду қисмати равшан асосан дар ҳолати гидрогени %80 ташаккул ёфтааст.

Азбаски консентратсияи баландтарини сӯзишворӣ дар баромадгоҳ дар ҳама шароит ба девори болоӣ наздик буд, танҳо ҷойгиршавии консентратсияи баландтаринро ҳамчун нишондиҳандаи воридшавӣ истифода бурдан мумкин нест.Ба ҷои ин, минтақае, ки таносуби эквивалентии маҳаллӣ аз %80 аз арзиши қуллаи баландтар буд, “минтақаи бой” ҳисобида мешуд ва маркази геометрии ин минтақа ҳамчун макони воридшавӣ муайян карда шуд.Ин андозагирӣ инчунин нишон дод, ки ҳолати гидрогени %80 дараҷаи баландтаринро дошта, тақрибан ба тамоми баландии канал мерасад.

Чӣ тавр гидроген сифати омехтаро тағир дод?

Дар натиҷаҳои ҳам LES ва ҳам RANS, омехтанопазирии ба эътидол овардашуда одатан бо афзоиши таносуби гидроген коҳиш ёфт.Ба ибораи дигар, ҷудоии фазоӣ байни сӯзишворӣ ва ҳаво кам шуда, тақсимоти маҳсулот якхела шуд.

Таҳқиқот ин беҳбудиро ба ду механизм марбут медонад:

• Механизми турбулентӣ: Баланд бардоштани таносуби гидроген суръати реактивиро ҳангоми воридоти доимии энергия афзоиш дод;Он энергияи кинетикии турбулентӣ ва ҳаракати гирдобиро дар миқёсҳои гуногун дар қабати буриш пурзӯр кард.
• Механизми диффузияи молекулавӣ: Диффузияи баландтари гидроген дар муқоиса бо метан ба тезтар пароканда шудани сӯзишворӣ дар ҳаво мусоидат кард.

Ҳолати гидрогени пасти J %60 нисбат ба ҳолати гидрогени J %60 баландтар омехташавандаро нишон дод.Ин натиҷа бо суръати пасти реактивӣ ва энергияи пасти кинетикии турбулентӣ, ки омехтаро суст мекунад, мувофиқат мекунад.

Баръакси ин, ҳолати гидрогени пасти J %60 нисбат ба метани пок бо ҳамон таносуби ҷараёнҳои импульс омехтанопазирии камтар дод.Таҳқиқот ин фарқиятро бо он шарҳ медиҳад, ки омехтаи гидрогени пасти J нисбат ба метани соф суръати реактивӣ ва диффузияи баландтар дорад.Натиҷа нишон медиҳад, ки гарчанде ки як арзиши J метавонад траекторияҳои шабеҳро эҷод кунад, он танҳо сифати омехтаро муайян намекунад.

RANS тамоюли умумии тағирёбанда бо таркиби гидрогенро сабт кард, аммо дар ҳама шароитҳо нисбат ба LES омехтагии камтарро ҳисоб кард.Ин ба он мувофиқ аст, ки RANS тақсимоти сӯзишвориро зудтар паҳн мекунад ва омехта нисбат ба он якрангтар менамояд.

Омехтанашавии вобаста ба вақт чӣ илова кардааст?

Майдони консентратсияи миёнаи вақт метавонад ҷайбҳои кӯтоҳмуддат, вале консентратсияи баланди сӯзишвориро ҳамвор созад.Аз ин рӯ, муҳаққиқон таърифи нави омехтаро таҳия карданд, ки тағирёбии вақт ва инчунин тақсимоти фазоиро дар бар мегирад.

Бо вуҷуди ин, дар ин шароити корӣ, натиҷаҳои равиши миёнаи вақти LES ва равиши нави вобаста ба вақт ба ҳамдигар хеле наздиканд.Ин монандӣ нишон медиҳад, ки дар канали пӯшидаи якҳафтаинаи тафтишшуда, омехта нашудани умумӣ асосан бо тақсимоти фазоӣ дар ҳамвории баромад муайян карда мешавад.Хулоса дар бораи он, ки тағирёбии муваққатӣ ночиз аст, танҳо барои ин геометрия ва шароити корӣ эътибор дорад.

Тасвирҳои гирдоби ва спектри қудрат чӣ мегӯянд?

Сатҳи изофии меъёри Q нишон доданд, ки баробари зиёд шудани таносуби гидроген, масофаи байни гирдоби қабати реактивии реактивӣ ва шакли ҷуфти бузурги гирдоби муқобил тағйир меёбад.Азбаски воридшавии реактивӣ дар метани соф заифтар аст, масофаи байни гирдоби қабатҳои пайдарпай хурдтар аст.Дар ҳолати стандартӣ бо гидрогени %60 аз рӯи ҳаҷм, воридшавии қавитар байни гирдобиҳо фосилаи васеътар ба вуҷуд овард.

%60 ва %80 дар шароити гидроген гирдобҳои тӯлонии бедоршавӣ бо воридшавии реактивии қавӣ дида шуданд.Дар %0, %40 ва %100, гирдоби бедорҳо кӯтоҳтар боқӣ монданд, зеро воридшавӣ дар шароити гидроген камтар буд.Ҳолати гидрогени пасти J %60 шакли гирдоби монанд ба метани холисро нишон дод.

Дар харитаҳои энергияи кинетикии турбулентии фаврӣ ва миёнаи вақт дида мешавад, ки энергияи баландтарин дар атрофи қабати реактивӣ ба амал меояд.Нуқтаҳои мониторинги A, B ва C дар атрофи қабати буриш ва гирдоби бедор ҷойгиранд.

Зичии спектри барқ ​​ба таври умум афзоиш ёфт, зеро фраксияи гидроген аз %0 то %100 зиёд шуд.Ин натиҷа нишон медиҳад, ки суръати афзояндаи реактивӣ на танҳо дар як басомади хос, балки дар доираи васеи миқёсҳои турбулентӣ энергияи бештар тавлид мекунад.Дар графикҳо нишебии тахминии -5/3, ки ба зергурӯҳи инерсиалӣ мувофиқ аст ва дар минтақаи субдуксия, ки дар он гирдоби хурдтар энергияро аз даст медиҳанд, ба мушоҳида мерасад.

Муваффақ шудан ба шумораи максималии Strouhal дар ҳолати поки гидроген на танҳо ба рафтори гирдоби ҷисмонӣ вобаста аст.Азбаски марҳилаи вақт барои гидрогени пок истифода мешавад, нисбат ба дигар шароитҳо панҷ маротиба хурдтар аст, басомади баландтарине, ки табдили фаврии Фурье метавонад ҳал кунад, низ афзоиш ёфтааст.

Сатҳи нисбии энергия дар нуқтаҳои A, B ва C бо мавқеи реактивӣ тағйир ёфт.Дар шароити пуриқтидори гидрогении %60, %80 ва %100, энергияи нооромии маҳаллӣ нисбат ба нуқтаҳои А ва В камтар буд, зеро нуқтаи C дар зери қабати реактивӣ боқӣ монд.Дар шароити метани соф ва J %60 пасти гидроген, орбитаи реактивии поёнӣ қабати буришро ба нуқтаи C наздик кард ва энергияро дар C нисбат ба В зиёд кард.

Тарафҳои тавонои кор кадомҳоянд?

• Доираи васеи таркибҳои сӯзишворӣ, аз метан то гидрогени тоза, дар ҳамон як воридоти энергияи кимиёвӣ муқоиса карда шуданд.
• Дар як таҳқиқот LES-и баландсифат, RANS-и арзон ва муносибатҳои классикии аналитикӣ арзёбӣ шуданд.
• Назорати гидрогени пасти J %60 таъсири таркиби сӯзишворӣ ва ҷараёни импулсро қисман ҷудо кард.
• Таносуби ҳалшудаи энергияи турбулентии шабакаи LES санҷида шуд ва нишон дод, ки дар аксари минтақаҳо аз %80 болотар аст.
• Усули ададӣ бо маълумоти мустақили таҷрибавии JICF муқоиса карда шудааст.
• Андозаи нави омехтагӣ пешниҳод карда мешавад, ки на танҳо ба майдонҳои миёнаи вақт такя мекунад, балки инчунин тағирёбии муваққатиро дар бар мегирад.
• Траектория, тақсимоти баромад, топологияи гирдоб, энергияи кинетикии турбулентӣ ва энергияи спектралӣ якҷоя арзёбӣ карда шуданд.

Маҳдудиятҳои омӯзиш кадомҳоянд?

• Кор пеш аз чоп аст ва аз ҷониби ҳамсолон баррасӣ нашудааст.
• Натиҷаҳои асосӣ натиҷаҳои моделсозии ададӣ мебошанд, на андозагирии таҷрибавӣ.
• Ҷараён бидуни сӯзиш;шӯъла, устувории шӯъла, тақсимоти воқеии ҳарорат ва NO_x ташаккул бевосита ҳисоб карда нашудааст.
• Муносибатҳои нави орбиталӣ ба маълумоти LES таҷрибавӣ мувофиқанд ва аз ҷониби таҷрибаҳои мустақил тасдиқ карда нашудаанд.
• 0,2 доимӣ ва истинод ба гидроген %70 дар робитаи дуюм танҳо дар асоси маҷмӯаи додаҳои тафтишшуда интихоб карда шуданд.
• Таносуби ҷараёнҳои импулс дар диапазони 9,09-14,09 қарор доранд ва аз доираи санҷиши муносибати аслии Holdeman, ки ҳамчун 15-60 дода шудааст, пасттаранд.
• Геометрия як ҳавопаймои даврашаклро дар бар мегирад.Таъсири мутақобилаи ҳавопаймоҳои сершумор бо ҳамдигар мустақиман модел карда нашудааст.
• Гарчанде ки канал аз сӯзишвори амалӣ илҳом гирифта шудааст, он нусхаи дақиқи камераи сӯзишвории гази турбинаи тиҷоратӣ нест.
• Модели асосии RANS як торҳои дағалро бо тақрибан ҳазор гиреҳи 20 истифода кард ва баъзе таъсири гирдобиро аз ҳад зиёд арзёбӣ кард.
• Геометрияи санҷиш аз геометрияи асосии канали пӯшида фарқ мекунад ва баъзе тафсилотҳо дар шароити сарҳадии нашршуда мавҷуд нестанд.
• Таъсири хурди омехтакунии аз вақт вобастаро ба геометрияҳои гуногуни инжектор ё шароити корӣ умумӣ кардан мумкин нест.

Натиҷаҳое, ки аз ҷониби тадқиқот дастгирӣ карда мешаванд

• Таносуби гидроген суръати реактивӣ ва суръати ҷараёни импулсро ҳангоми воридоти доимии энергия тағир медиҳад.
• Дар геометрияи омӯхташуда, воридшавии сӯзишворӣ бо таносуби гидроген ба таври монотонӣ тағир намеёбад ва арзиши баландтарин дар LES тақрибан дар ҳолати гидрогени %80 рух медиҳад.
• Суръати ҷараёни импулс муайянкунандаи бартаридоштаи траекторияи реактивӣ мебошад;Гарчанде ки таъсири зичӣ заифтар аст, аммо онро комилан нодида гирифтан мумкин нест.
• Муносибати аслии Holdeman воридшавии LES-ро дар таносуби баланди гидроген кам арзёбӣ мекунад.
• Муносибати дуюми тағирёфта мувофиқати наздиктаринро ба LES дар шароити тафтишшуда таъмин кард.
• Бо зиёд шудани таносуби гидроген, омехта нашудани сӯзишворӣ ва ҳаво умуман коҳиш ёфт.
• Афзоиши суръати реактивӣ миқдори энергияи спектрро дар доираи васеи миқёси турбулентӣ зиёд кард.
• Дар намунаи омӯхташуда, фарқиятҳои консентратсияи фазоӣ нисбат ба тағирёбии консентратсияи муваққатӣ ҳалкунандатар буданд.

Хулосаҳое, ки тадқиқот исбот намекунад

• Дар турбинаҳои воқеии газ истифодаи иловаи гидроген комилан НЕСТ._x барои коҳиш додани партовҳо исбот нашудааст.
• Муносибати пасттар худ аз худ маънои оташи бехатартар ё устувортарро надорад.
• Тадқиқот маҳдудиятҳоро барои флешкашӣ, худкор оташсӯзӣ, динамикаи сӯзиш ё хомӯш кардани аланга ҳисоб накардааст.
• %80 таносуби гидрогенро омехтаи оптималии ҳама сӯзишвориҳои турбинаи газ гуфтан мумкин нест.
• Муносибатҳои пешниҳодшуда дар фишорҳо, ҳароратҳо, бандарҳои сӯзишворӣ, каналҳо ё сохторҳои гуногунҷабҳа эътибор надоранд.
• Натиҷаи LES кори воқеии муҳаррик, муваффақияти саҳро ё тасдиқи тарҳи саноатӣ нест.
• Хулоса дар бораи он, ки гидрогени пок умуман сӯзишвории беҳтар ё бадтар аз метан аст, аз ин таҳқиқоти омехтаи ғайрисӯхташуда гирифта намешавад.

Маънои эҳтимолии тарҳрезии турбинаи газ

Муҳимтарин паёми таҳқиқот аз нуқтаи назари амалӣ ин аст, ки тарҳи инжектор дар сӯзишвории гидроген бояд на танҳо аз рӯи таркиби сӯзишворӣ, балки бо назардошти суръати ҷараёни импулс, зичӣ, суръат, баландии канал ва таъсири мутақобилаи девор анҷом дода шавад.Вақте ки таносуби гидроген барои як нерӯи гармидиҳӣ тағир дода мешавад, танҳо танзим кардани суръати ҷараёни сӯзишворӣ бидуни тағир додани клапан ё минтақаи сӯзишворӣ метавонад ҷойгиршавии сӯзишворӣ дар каналро ба таври назаррас тағир диҳад.

Танзими суръати ҷараёни импулс тавассути ҳарорати сӯзишворӣ, суръати вуруд ё геометрияи инжектор як тағирёбандаи тарроҳӣ мебошад, ки имкон медиҳад ҳавопаймо дар минтақаи мавриди ҳадаф ҷойгир карда шавад.Аммо, тамоси қавии девори болоии дар ҳолати гидрогении %80 мушоҳидашуда инчунин нишон медиҳад, ки воридшавии баландтар на ҳамеша маънои омехтаи беҳтар ё сӯзиши мусоидро дорад.Зарбаи девори сӯзишворӣ, минтақаҳои бойи маҳаллӣ ё тақсимоти ду қисм низ бояд дар системаҳои сӯзишвории воқеӣ тафтиш карда шаванд.

Ин тадқиқот хатари истифодаи мустақими коррелятсияҳоеро, ки дар гузашта барои гази табиӣ барои гузариши гидроген таҳия шудаанд, нишон медиҳад.Саҳми ҳозираи ӯ аз ҷудо кардани тағирёбандаҳои физикии бартаридошта дар омехтаҳои гидроген-метан мебошад.Андозагирии ояндаи таҷрибавӣ, таҳқиқот бо таносуби импулси гуногун, фишорҳо, ҳароратҳо, диаметрҳои инжекторҳо ва сохторҳои сершумори реактивӣ метавонанд муайян кунанд, ки оё муносибатҳои нав воқеан умумӣ карда мешаванд.

Усул ва натиҷаҳои тадқиқот

Хулосаи усули техникӣ

Хулосаи техникии бозёфтҳои асосӣ

Вақте ки ҳамаи бозёфтҳои таҳқиқот якҷоя арзёбӣ мешаванд, тағирёбандаи асосии тарҳрезӣ дар рафтори ҳавопаймоҳои сӯзишвории гидроген таносуби ҷараёни импулс мебошад;Аммо, ба хулосае омад, ки зичӣ, суръати реактивӣ, диффузияи молекулавӣ, маҳдудияти каналҳо ва миқёсҳои турбулентӣ бояд якҷоя баррасӣ карда шаванд.

Ёддошт дар бораи манбаъ ва усул

Номи пурраи асар: Trajectory Correlations and Mixing Characterization for Methane and Hydrogen-Rich Jets in Confined Crossflow

Тартиби муаллиф дар PDF: Rang Zhao;Uyioghosa Igie;David Abbott;Vishal Sethi.

Тафовути манбаъ дар бораи номи муаллиф: Дар саҳифаи бақайдгирии SSRN муаллифи чорум ҳамчун "Bobby Sethi" навишта шудааст ва дар PDF баррасишуда ҳамчун "Vishal Sethi" навишта шудааст.Дар профили расмии Донишгоҳи Крэнфилд тадқиқотчӣ ҳамчун Bobby Sethi муаррифӣ карда мешавад ва формати V. Sethi/Vishal Sethi дар рӯйхатҳои нашрияҳо истифода мешавад.Дар мақола тартиби муаллиф дар PDF нигоҳ дошта мешавад ва фарқияти номгузории байни сабтҳо ба таври возеҳ баён карда шудааст.

Ҳаммуаллифи аввал: Дар PDF ягон маълумоти муштарак ё муштараки муаллифӣ нишон дода нашудааст.

Муаллифи вобаста: Uyioghosa Igie.

Истиноди корпоративӣ: Faculty of Engineering and Applied Sciences, Cranfield University, Cranfield, Bedfordshire, MK43 0AL, England.

DOI: 10.2139/ssrn.6945189

Маҷалла: Чунин ба назар мерасад, ки тадқиқот дар маҷаллаи баррасишаванда нашр нашудааст.

Платформаи интишор: SSRN.

Сарлавҳаи ношир/платформа: Elsevier BV.Ин маълумот нашрияи маҷаллаи аз ҷониби ҳамсолон баррасӣшавандаро ташкил намекунад;Тадқиқот ҳамчун чопи SSRN сабт шудааст.

Соли нашр ва санаи сабт: 2026;Санаи бақайдгирии SSRN 15 июн 2026.

Навъи захираҳо: Ҳуҷҷати тадқиқотии пешакии чопӣ бо ҷалби динамикаи моеъи ҳисоббарории ғайрисӯзиш, моделсозии LES/RANS ва таҳлили додаҳо.

Ҳолати ҳакам: Ин асар пеш аз чоп аст ва аз ҷониби ҳамсолон баррасӣ нашудааст.

Манбаи расмӣ:SSRN сабти расмии кор

Пайванди DOI:10.2139/ssrn.6945189

Ин шарҳи туркӣ тавассути баррасии матн, муодилаҳо, ҷадвалҳо, графикҳо ва рақамҳои саҳифаи боршуда дар 37 PDF омода шудааст.Ба бозёфтҳои илмӣ ғайр аз PDF ягон натиҷаҳои нав, маълумоти таҷрибавӣ ё даъвоҳои партобҳо илова карда нашудаанд.Сарчашмаҳои беруна танҳо барои тасдиқи маълумоти библиографӣ, аз қабили DOI, санаи бақайдгирӣ, платформа, вазъи нашр ва аттрибутсияи муаллиф истифода мешуданд.

Маҳдудиятҳои асосии тадқиқот;Он аз ҷониби ҳамсолон баррасӣ нашудааст, бозёфтҳои асосӣ ба моделсозии ададӣ асос ёфтаанд, сӯзишворӣ фаъол нест, геометрияи мушаххаси канали як реактивӣ истифода мешавад ва муносибатҳои пешниҳодшудаи орбиталӣ бо маълумоти мустақили таҷрибавӣ тасдиқ карда нашудаанд.Ин тадқиқот НЕСТ дар муҳаррикҳои воқеӣ нишон медиҳад._x камшавӣ далели устувории шӯъла, бехатарӣ ё иҷрои саноатиро таъмин намекунад.

Огоҳиномаи пешакӣ: Ин асар як чопи пешакист, ки аз ҷониби ҳамсолон баррасӣ нашудааст;Натиҷаҳо бояд бо назардошти ин маҳдудият хонда шаванд.