بهبود مصرف سوخت و کاهش تولید آلاینده‌ها در محفظه احتراق میکروتوربین گاز ارتقایافته براساس تغییر هندسی محدود

Abstract

مقاله حاضر به بررسی اثر تغییرات هندسی محدود در عملکرد محفظه احتراق یک میکروتوربین گاز ارتقایافته خاص می‌پردازد. سوخت مورد استفاده در این محفظه گاز متان است. هدف از این‌کار، بهبود عملکرد محفظه از نظر مصرف سوخت و نیز کاهش آلاینده‌های NO و CO2 است. به این‌منظور، ابتدا براساس محاسبات مربوط، یک محفظه احتراق برای موتور ارتقایافته طراحی شد و بعد از آن، با ایجاد تغییراتی در حجم نواحی احتراق اولیه (PZ) و رقیق‌سازی (DZ)، دو هندسه دیگر به‌وجود آمد. سپس، با استفاده از تحلیل عددی سه- بعدی، عملکرد احتراق در هر سه هندسه مورد آزمایش و ارزیابی واقع شد. برای شبیه‌سازی عددی از مدل برهم‌کنش PDF و مدل آشفتگی استفاده شده است. نتایج نشان‌داد محفظه با هندسه‌ای که 25% حجم آن کاهش داده شده است، با 10% کاهش نسبت سوخت به اکسیدکننده (FAR)، الگوی جریان و عملکرد بهتری دارد و میزان آلاینده‌های مذکور در آن به‌طور میانگین، بیش از 30% کاهش یافته است.