بررسی اثر سازوکار شیمیایی شعله بر مشخصه‌های احتراقی در یک محفظه احتراق مدل توربین گاز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه علم و صنعت

چکیده

هدف از مقاله حاضر بررسی‏ اثر سازوکار‏های شیمیایی متفاوت بر احتراق غیرپیش‏آمیخته‏ سوخت کروسین مایع در یک محفظه احتراق مدل توربین گاز است. شبیه‌سازی عددی جریان دوفاز واکنشی در این محفظه احتراق با مدل آشفتگی  و مدل احتراقی فلیملت پایا در شبکه­بندی منظم حجم­محدود انجام شده است. از دیدگاه اویلر- لاگرانژ برای مدل­سازی پاشش سوخت مایع استفاده شده است. مقاله حاضر با سه سازوکار شیمیایی مختلف برای سوخت کروسین انجام شده است که در سه حالت شرایط مرزی منطبق بر شرایط آزمایشگاهی است. اعتبارسنجی نتایج با مقایسه توزیع سرعت و دما با داده­های تجربی انجام می­شود. بر این اساس، نتایج حاصل از سازوکار شیمیایی اول، که شامل 17 گونه شیمیایی و 26 گام واکنشی است، از دقت بیشتری برخوردار بوده و به داده­های آزمایشگاهی نزدیک­تر است. همچنین، کمیت­های نرخ استهلاک اسکالر، کسر مخلوط، کسر جرمی و نرخ تشکیل دی‌اکسید‏کربن، بخار آب، کروسین و اکسید نیتروژن در سه سازوکار شیمیایی مختلف مقایسه می­شوند. نتایج نشان می­دهند، به­‏دلیل اختلاف در نرخ پیشرفت واکنش‏های شکست  و نرخ مصرف ،مقدار کسر مخلوط متوسط، در سازوکار­های شیمیایی مختلف، متفاوت پیش­بینی می‏شود. نرخ استهلاک اسکالر شعله‏ نیز تحت تاثیر آشفتگی جریان در سه سازوکار اختلاف دارد. همچنین،میزان غلظت گونه­های  و  تولیدشده در ناحیه شعله سه سازوکار، به‏دلیل اختلاف در دمای شعله،‏ متفاوت پیش‏بینی می‏شود.

کلیدواژه‌ها