نوع مقاله : مقاله پژوهشی
تازه های تحقیق
بیوگاز عمدتا ترکیبی از CH4 و CO2 است. هنگام جایگزینی گاز CH4 با سوخت بیوگاز در محفظه احتراق حلقوی، CO2 موجود در بیوگاز بر پارامترهای فیزیکی سوخت تأثیر میگذارد در نتیجه عملکرد کلی احتراق دچار تغییر خواهد شد ]24[. به طور کلی هر چه سوخت مورد استفاده خالصتر باشد عملکرد احتراقی از نظر راندمان، مصرف سوخت و میزان آلاینده مناسبتر خواهد بود. با توجه به ترکیبات سوخت بیوگاز، سوخت با درصدهای مختلف CO2 وارد محفظه شد و عملکرد احتراقی محفظه مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت.
برای بررسی ویژگیهای احتراقی محفظه، CH4 با درصدهای مختلف CO2 به عنوان سوخت استفاده میشود. سوخت با دبی جرمی ثابت 0053/0 کیلوگرم بر ثانیه با نسبت جرمیهای متفاوت CH4 و CO2 از طریق انژکتورها وارد محفظه احتراق میشود. جزئیات سوخت مورد استفاده در حالتهای مختلف در جدول (5) قابل مشاهده است. همانطور که دیده میشود در پنج حالت، CH4 به همراه درصدهای مختلف CO2 که در هر مرحله 10درصد افزایش مییابد استفاده میشود. با افزایش سهم CO2 در سوخت، ارزش حرارتی سوخت به تدریج کاهش مییابد.
جدول 5- سوختهای گازی با ترکیبات مختلف
Table 5- Gas fuels with different compositions
|
Mole mass (kg/mol) |
Density (kg/m3) |
LHV (MJ/kg) |
CO2 (%) |
CH4 (%) |
case |
|
16.05 |
0.716 |
50.02 |
0 |
100 |
1 |
|
18.85 |
0.84 |
45.01 |
10 |
90 |
2 |
|
21.6 |
0.96 |
40.01 |
20 |
80 |
3 |
|
24.4 |
1.1 |
35.01 |
30 |
70 |
4 |
|
27.2 |
1.22 |
30.01 |
40 |
60 |
5 |
مخلوط سوخت و هوا از انژکتورها در جهت مماسی به ناحیه احتراق تزریق میشود و باعث میشود که جریان در جهت محیطی محفظه احتراق حرکت کند و احتراق داخل محفظه به شکل مطلوبی انجام گیرد. همچنین به علت ماهیت جریان و هندسه مناسب محفظه احتراق، شعله در داخل محفظه پایدار خواهد بود. در شکل (7) خطوط جریان مشاهده میشود. در داخل محفظه احتراق یک لاینر داخلی وجود دارد که کمک میکند جریان اصلی در مرکز محفظه احتراق باقی بماند. همچنین محل استقرار سوراخهای ناحیه رقیقسازی مشاهده میشود که با هدف کامل کردن احتراق و کنترل دمای خروجی محفظه استفاده میشوند.
موضوعات
عنوان مقاله English
نویسندگان English
In this study, the combustion performance of C30 microturbine combustion chamber with biogas fuel with different mass fractions of CO2 has been analyzed and investigated. By assuming the periodic geometry and the two-stage reaction of fuel and oxide, the computational cost was reduced. To simulate the flow inside the chamber, three-dimensional Navier-Stokes equations and the k-ε turbulence model have been used to model the effects of turbulence. The flow inside the combustion chamber with different fuel components was analyzed with the EDDY DISSIPATION combustion model. To validate the solution and compare the results with the fabricated sample, pure CH4 was used as fuel. In this study, it was found that in the case of a constant mass flow rate of the consumed fuel, increasing the share of CO2 in the fuel with different mass fractions, due to the decrease in the calorific value created, caused a decrease in the production temperature, and it was also found that the use of biogas as a premix caused a decrease The amount of NOx becomes desirable. According to the obtained results, it is suggested that the amount of CO2 in the fuel is at most 10%, because the temperature has decreased by only 38 Kelvin and the amount of NOx in the output is 1.4 ppm.
کلیدواژهها English
