آقای وحید بردبار دانشجوی دکتری جناب آقای دکتر بیدآبادی، روز چهارشنبه 97/08/23 از رساله دکتری خود تحت عنوان "احتراق غیرهمگن مخلوط گاز و ابر ذرات " دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 12 روز چهارشنبه در آمفی تاتر دانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

چکیده:

احتراق ذرات فلزی با توجه به چگالی بالای انرژی در واحد حجم در کنار مشخصه­های احتراقی منحصر به فرد آن­ها در دهه­های اخیر مورد توجه بسیاری از تحقیقات قرار گرفته است. احتراق مخلوط ذرات فلزی مانند بریلیم، بورون، منیزیم، آلومینیم، تیتانیوم و آهن در محیط­های اکسایشی مقادیر بالایی انرژی در مقایسه با سوخت­های فسیلی و هیدروکربنی، آزاد می­کند. هزینه، دسترسی­پذیری و قابلیت بازیابی مجدد سوخت­های فلزی در کنار تولید آلاینده­های کم و قابل کنترل از دیگر عواملی است که استفاده از این سوخت­ها را به عنوان جایگزینی برای سوخت­های هیدروکربنی و سنتی مطرح می­کند. همچنین وقوع حوادث متعدد در صنایع مختلف و لزوم بررسی این حوادث از دیدگاه ایمنی اهمیت شناخت پدیده احتراق ابر ذرات فلزی را دو چندان می­کند.
 با وجود اهمیت زیاد و کاربردهای متعدد احتراق ابر ذرات فلزی شناخت این پدیده همچنان در مراحل ابتدایی خود به سر می­برد. در این رساله به منظور مطالعه و بررسی مشخصه­های احتراقی و رفتار شعله در فرایند احتراق ابر ذرات یک مدل سه بعدی گسسته بر مبنای احتراق تک ذره و سپس محاسبه برهمکنش حرارتی میان ذرات متمایز توسعه داده شده است. دو مکانیزم انتقال حرارت هدایت و تشعشع به عنوان مکانیزم­های غالب انتقال حرارت در این پدیده در نظر گرفته شده و مدل­سازی به طور خاص برای ذرات آلومینیم به دلیل سرعت سوزش مناسب و ذرات بورون به دلیل انرژی احتراق بالا انجام گرفته است. از آنجا که بسیاری از پدیده­های احتراقی در فرایند سوزش ابر ذرات از پخش تصادفی و نامنظم ذرات ناشی می­شود، در این مدل­سازی توزیع ذرات در محیط و در غلظت­های مختلفی از سوخت به صورت تصادفی انجام شده است. مشخصه­های احتراقی مانند رفتار جبهه موج احتراقی و موقعیت مکانی شعله در زمان­های مختلف، سرعت انتشار شعله در محیط و حد رقیق اشتعال به عنوان حداقل غلظت لازم سوخت برای شروع احتراق، در پدیده سوزش ابر ذرات مخلوط در هوا به ازای مقادیر مختلفی از غلظت سوخت، غلظت اکسیژن و قطر ذرات بررسی گردیده و نتایج در هر حالت با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده­اند. همچنین با استفاده از مدل توسعه داده شده احتراق ترکیبی ابر ذرات آلومینیم و بورون برای نسبت­های وزنی مختلف از هر دو جزء به منظور دستیابی به سوخت با مشخصه­های احتراقی مطلوب و بهینه مورد مطالعه قرار گرفته و در پایان از این مدل جهت مدل­سازی انتشار شعله نوسانی در احتراق تصادفی و چندپخشی ابر ذرات آلومینیم بهره گرفته شده است.
کلمات کلیدی: احتراق ابر ذرات، مدل­سازی سه بعدی گسسته، توزیع تصادفی ذرات، انتشار شعله نوسانی، احتراق ترکیبی ابر ذرات، احتراق ابر ذرات چندپخشی