شبیه سازی و حل عددی محفظه احتراق موتور گردابه ای و بررسی انتقال حرارت آن

یکی از روش های نوین خنک کاری دیواره محفظه احتراق استفاده از جریان گردابه ای دو جهته در محفظه احتراق می باشد. افزایش پایداری احتراق، کاهش دمای دیواره محفظه احتراق، کاهش افت ها، افزایش کارآیی و یکنواخت بودن احتراق از خصوصیات موتور گردابه ای می باشد. همچنین حجم شعله در موتور گردابه ای در شرایط مشابه از حجم شعله در موتورهای محوری معمول بیشتر است و با وجود شعله بزرگ تر در موتور گردابه ای، به علت وجود جریان گردابه ای سرد خارجی، دمای دیواره محفظه احتراق از دمای دیواره موتور محوری پایین تر است. در این مقاله با شبیه سازی و حل عددی محفظه احتراق یک موتور گردابه‎ای خاص در شرایط تک فاز گازی با سوخت هیدروژن و اکسیدکننده اکسیژن و با فرض جریان غیرقابل تراکم و صرف نظر از اثر نازل، میدان جریان در داخل محفظه احتراق بررسی شده است. بررسی خطوط جریان نشان دهنده ی یک گردابه اجباری در مرکز هسته و یک گردابه آزاد در اطراف هسته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد گام خطوط جریان در نزدیکی سقف، بسیار کوچک و شدت چرخش جریان زیاد است و باعث به حداکثر رسیدن میزان اختلاط سوخت و اکسیدکننده می گردد. شعله در محاصره گردابه خارجی است. در محفظه شبیه سازی شده با افزایش فاصله از لبه پله به سمت سقف، اختلاط واحتراق افزایش یافته و به تبع آن افزایش دمای دیواره را خوهیم داشت. همچنین با حرکت از دیواره ها به سمت مرکز محفظه احتراق فشار کاهش می یابد.

Keywords:

موتور گردابه ای , جریان چرخشی دو جهته , محفظه احتراق , حل عددی