بررسی عددی و بهینه سازی پارامترهای تاثیر گذار در محفظه احتراق توربین گاز با نرم افزارFluent

در این مقاله، یک شبیهسازی عددی جهت بررسی اثرات تزریق جریان محوری و چرخشی در محفظه احتراق حلقوی با جت دیواره انجام شده است. بدین منظور، از روش حجم محدود با شبکهبندی نامنظم جهت تحلیل میدان جریان و انتقال حرارت بر اساس یک مدل تجربی موجود استفاده شده است. جریان به صورت سه بعدی، پایا، آشفته، تراکم ناپذیر، لزج و دو فازی در نظر گرفته شده و مدلهای آشفتگی مورد استفاده، شامل مدلهای RNG(k-ε)و مدل تنش رینولدز است. در مرحله اول جهت ارزشیابی روش عددی بکار رفته نتایج بدست آمدهدر محفظه احتراق حالت واکنشی با نتایج تجربی موجود مورد مقایسه قرار گرفته و حاکی از تطابق قابل قبولی است. تاثیر پامترهای مهم در محفظه احتراق از جمله نسبت هوا به سوخت، دبی جریان چرخشی، عدد سویلر و زاویه اسپری سوخت بررسی و مقادیر بهینه بدست آمده است. تقسیمات جریان چرخشی، اولیه و رقیق سازی سطح مقطع،X/R =1 داخل ناحیه چرخش دوباره مورد بررسی قرار گرفته است. در این حالت با افزایش دبی هوای چرخشی در ناحیه ورودی محفظه احتراق باعث کشیده شدن ناحیه گردشی به سمت نازل های پاشش سوخت شده و باعث می شود که احتراق در نزدیکی ورودی محفظه اتفاق بیافتد. افزایش بیش از اندازه دبی جریان چرخشی در ورودی محفظه باعث می شود که احتراق به نازل های پاشش سوخت برسد لذا مقدار بهینه برای پارامتر دبی هوای چرخشی در ورودی محفظه بدست آمده است. افزایش نسبت هوا به سوخت باعث افزایش اندازه سرعت ها و پروفیل دمای یکنواخت در خروجی محفظه خواهد شد. افزایش عدد سویلر و کاهش زاویه اسپری سوخت نیز باعث کاهش دمای دیواره می شود.

Keywords:

نسبت هوا به سوخت , زاویه اسپری سوخت , عدد سویلر