دفاعیه پایان نامه جناب آقای محمد یونسی دانشجوی دکتری مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی با عنوان "استفاده از گرمایش دینامیک گازی برای شروع احتراق" در تاریخ  ۱۴۰۴/۰۷/۰۸  ساعت ۱۴:۰۰ به صورت حضوری-مجازی در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه علم و صنعت ایران برگزار می‌شود. اعضای آزمایشگاه تحقیقاتی پیشرانش فضایی از همه‌ی علاقه‌مندان به زمینه‌ی علمی مذکور و سایر حوزه‌های مرتبط جهت شرکت در این دفاعیه دعوت به عمل می‌آورند.

چکیده

در لوله هارتمن-اسپرنگر، مواجهه جریان جت فرومنبسط با یک لوله ته بسته، موجب ایجاد صوت شدید در محیط به همراه افزایش دمای گاز در انتهای لوله می‌شود. در این رساله، به فرآیند افزایش دما در اثر این پدیده، به منظور سنجش پتانسیل آن برای شروع احتراق، پرداخته شده است. بنابراین دو روی‌کرد تجربی و شبیه‌سازی عددی اتخاذ گردید. در روی‌کرد تجربی، اثر عوامل موثر در مسئله مانند شرایط هندسی و شرایط عملکردی بر دمای گاز در انتهای لوله، در یک مجموعه آزمایشگاهی بررسی شد. با آن که محدودیت‌های اندازه‌گیری مانع ثبت سریع دما بود، حداکثر دمای۷۴۰ درجه سلسیوس ثبت گردید. نشانه‌های تجربی دیگر، بر افزایش سریع دما، در حد کسری از ثانیه دلالت دارند. با آزمون‌های متعدد تجربی نشان داده شد که دمای حاصله قابلیت افروزش سوخت‌های گازی و جامد را دارد. به دلیل محدودیت‌های سخت‌افزاری، برخی از شرایط عملکردی در رویکرد تجربی قابل بررسی نبوده لذا روی¬کرد عددی مورد استفاده قرار گرفت. در بخش شبیه‌سازی عددی، معادلات ناویر-استوکس متوسط‌گیری شده رینولدز، برای هندسه و شرایط عملکردی مختلف حل شدند. 
ابتدا، وجود حجمی از گاز که در انتهای لوله محبوس است، با شبیه‌سازی عددی با جزئیات بررسی گردید. در این راه، با به¬کارگیری دو گاز مختلف، نشان داده شد که همواره بخشی از گاز به‌صورت مجزا از جریان جت ورودی، در انتهای لوله محبوس است. تراکم و انبساط حجم محبوس و عبور امواج تراکمی و فن‌های انبساطی به طور پیوسته درون آن، منجر به افزایش دمای گاز محبوس می¬شوند. تایید شد که به مرور زمان، نفوذ گاز ورودی به بخش انتهایی لوله و خروج بخشی از گازهای این ناحیه به همراه امواج انبساطی، موجب می‌گردد تا حداکثر دمای قابل انتظار، به¬دست نیاید. همچنین نشان داده شد که اثر شکل لوله، به ویژه شکل انتهای بسته آن، مرتبط با حجم گاز محبوس است و هر چه حجم گاز محبوس کم‌تر باشد، افزایش دما بیشتر خواهد بود.  
در ادامه اثر نوع گاز بر گرمایش ایجاد شده، به کمک شبیه‌سازی عددی بررسی و تایید شد که نسبت گرماهای ویژه و جرم مولکولی گاز در گرمایش نقش بازی می‌کنند؛ طوری که گازهای تک‌اتمی با نسبت گرماهای ویژه بزرگ‌تر، بیشترین افزایش دما را به دست می‌دهند. همچنین نشان داده شد که اگر ترکیبی از این دو پارامتر در زمان گذرای پدیده ضرب شود، رفتار همه گازها، کمابیش یک‌سان است. 
در بخش دیگر، خوداشتعالی مخلوط استوکیومتریک پیش‌آمیخته‌ای از هیدروژن و اکسیژن، در لوله هارتمن-اسپرنگر به صورت عددی بررسی گردید. برای این منظور از یک ساز و کار شیمیایی اسکلتی با قابلیت پوشش فرایندهای آغازش و خاموشی، متشکل از ۱۴ واکنش و ۸ گونه، استفاده شده است. زمان تاخیر در آغازش برای شرایط مختلف، بررسی و از این راه بهترین شرایط برای آغازش تعیین شده است.

کلمات کلیدی:  گرمایش دینامیک گازی، هارتمن اسپرنگر، لوله تشدید، اشتعال تشدیدی، گیرانه تشدیدی