شبیه سازی عددی میدان جریان همراه با احتراق درون اتاق احتراق توربین گاز

پیش بینی دمای خروجی سیال از اتاق احتراق در توربین گاز بکار رفته در نیروگاه سیکل ترکیبی فارس جهت تصمیم گیری در مورد مسائل تعمیر و نگهداری از موارد مهم به شمار می رود. بدین منظور در این پایان نامه میدان جریان، توزیع دما و بررسی حساسیت آن نسبت به تغییر میران سوخت یا تغییر فشار سوخت ورودی یک اتاق احتراق این توربین گاز مشابه آنچه در نیروگاه سیکل ترکیبی فارس می باشد، بکمک نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی، مدلسازی شده است. سوخت و قسمتی از هوای ورودی به اتاق احتراق دارای چرخش ‏‎(swirling flow)‎‏ می باشند. از جریان چرخشی به خاطر کوتاهنتر شدن طول و پایداری بهتر شعله بهره گرفته شده است. جریانهای بازگشتی و واکنشی در این مدلسازی از طریق حل عددی معادلاتا دیفرانسیل حاکم که در زمان متوسط گیری شده اند و انجام مدلسازی فیزیکی برای جریان مغشوش، احتراق و تشعشع حرارتی انجام گرفته است. برای مدلسازی تنشهای اغتشاش از فرضیه بوزینسک توسعه داده شده در جریان چرخشی استفاده شده است. جریان مغشوش توسط مدل ‏‎(renormalized group theory)rng k-‎‏) مدلسازی شده است. احتراق توسط دو مدل رایج احتراقی مدل شده است. مدل اول، مدل آرهنیوس دو مولکولی ‏‎(bi-molecular arrhenius relation)‎‏ که معمولا در جریان آرام بیشتر کاربرد دارد و مدل دوم: با توجه به اینکه در جریانهای واکنشی مغشوش، تاثیر اغتشاش بر نرخ واکنش مهم است از مدل ‏‎(ebu:eddy break up)‎‏ که توسط اسپالدینگ برای نفوذ اغتشاش به کار گرفته شده استفاده می شود. بنابراین هر دو نرخ واکنش در حل با یکدیگر مقایسه می شوند و کوچکترین آنها-از نظر قدر مطلق-نرخ کنترل موثر را گزارش می کند تا در محاسبات استفاده شود. نتایج حاصله از شبیه سازی عددی در اتاق احتراق ساده جهت برآورد خطای نرم افزار با نتایج تجربی موجود برای توزیع سرعت، تمرکز سوخت و توزیع درجه حرارت مقایسه شده و این مقایسه توافق قابل قبولی بین نتایج عددی و تجربی نشان می دهد. علاوه بر این اتاق احتراق توربین گاز نیروگاه و ناحیه جریان معکوس بعد از کمپرسور تا اتاق احتراق بصورت سه بعدی مدلسازی و مطالعه حساسیت عملکرد اتاق احرتاق نسبت به تغییر کمیات مختلف انجام شده است.