شبیه سازی عددی محفظ? احتراق حلقه استوانه ای توربین های گازی و بررسی تأثیر عوامل مختلف بر میزان آلاینده ها خروجی
چکیده
در این تحقیق نتایج آزمایشگاهی یک مدل محفظه احتراق حلقه استوانه ای توربین گاز با نتایج شبیه سازی عددی برای دست یابی به بهترین مدل های آشفتگی، احتراقی و تشعشویی مقایسه شده است. مدل های اصلی بکار رفته برای شبیه سازی این نوع از جریان های آشفته مدل های k-? و rng k-? می باشد، که از ترکیب این مدل ها با مدل احتراقی اضمحلال گردابه ای و مدل تشعشویی p1 به این نتیجه می رسیم که مدل rng k-? در ترکیب با مدل احتراقی و مدل تشعشویی مذکور نتایج نزدیکتری به نتایج آزمایشگاهی می دهد. در ادامه با انتخاب مدل آشفتگیrng k-? و با تغییر در مدل احتراقی و بررسی مدل احتراقی شعله آرام به مقایسه نتایج می پردازیم و به این نتیجه می رسیم که ترکیب مدل احتراقی شعله آرام با مدل آشفتگی rng k-? در نواحی نزدیک دیواره و ناحیه چرخشی نتایج بهتری نسبت به ترکیب مدل اضمحلال گردابه ای با مدل آشفتگی rng k-? می دهد، ولی در کل نقاط دقت مدل اضمحلال گردابه ای بیشتر است. و در این راستا با تغییر در مدل تشعشویی و بررسی مدل تشعشویی انتقال گسسته به این حقیقت می رسیم که این مدل تشعشویی نتایج نسبتاً بهتری در مقایسه با مدل p1 می دهد ولی هزین? محاسباتی آن بیشتر است. و در انتها با دو مرحله ای کردن واکنش به این واقعیت می رسیم که در این حالت نتایج به ویژه کسر مولی آلاینده ها از جمله اکسیدنیتریک با دقت بیشتری شبیه سازی می شود، ولی باید دقت شود که فرض دو مرحله ای بودن واکنش باعث افزایش هزینه محاسباتی می شود. در بخش دیگری از این تحقیق به شبیه سازی اکسیدنیتریک خروجی از محفظه و بررسی عوامل موثر در تشکیل این آلاینده از جمله افزایش دمای ورودی و ایجاد یک احتراق استوکیومتریک پرداخته و روش های کاهش این آلاینده را از جمله افزایش نسبت سوخت به هوا، تزریق آب و دو مرحله ای کردن احتراق را مورد بررسی قرار می دهیم. در همه بررسی های بالا بازده خروجی محفظه مورد توجه قرار گرفته است و سعی در این شده است که روش هایی مورد بررسی قرار گیرند که موجب کاهش شدید بازده محفظه نشوند.