شبیه سازی عددی محفظه احتراق توربین گاز v94.2

در این تحقیق محفظه احتراق توربین گاز v94.2 از خروجی کمپرسور تا خروجی محفظه احتراق به صورت عددی شبیه سازی گردید. به دلیل هزینه بالای محاسبات عددی یک قطاع 45 درجه از کل محفظه احتراق مدل شد. هوای فشرده خروجی از کمپرسور از محفظه هوای اطراف محفظه احتراق عبور می کند. بخش عمده این هوا از سویرل مورب در ورودی محفظه احتراق عبور می کند و بخش دیگر آن از سوراخهای موجود در دیواره flame tube وارد محفظه احتراق می شود. مهمترین مسائل موجود در این شبیه سازی عددی نحوه مدلسازی آشفتگی، انتقال حرارت تشعشعی و احتراق بود. آشفتگی با استفاده از مدل دو معادله ای realizable k-? مدل شد. جهت مدلسازی انتقال حرارت تشعشعی در محیط جاذب و صادر کننده از مدل p-1 استفاده گردید. واکنش احتراقی با استفاده از مدل نرخ محدود عمومی مدلسازی شد و نرخ واکنش با استفاده از مدل اتلاف گردابه ای (edm) محاسبه گردید. برای بررسی استقلال حل عددی از تعداد سلولهای شبکه دو نوع شبکه محاسباتی ایجاد گردید. دمای خروجی و کسر جرمی گونه های شیمیایی در خروجی محفظه احتراق همچنین افت فشار از خروجی کمپرسور تا خروجی محفظه احتراق با اطلاعات تجربی مقایسه گردید. در حالی که خروجی های حل عددی در خصوص دو مورد اول نزدیکی بسیار خوبی با اطلاعات تجربی داشت، مدل تهیه شده قادر به پیش بینی صحیح افت فشار بر اساس اطلاعات تجربی نبود. خروجی های حل عددی در خصوص میدانهای جریان، دما و کسر جرمی گونه ای شیمیایی تا حد قابل قبولی منطبق بر تحلیلهای علمی موجود در متون علمی بود. وجود یک ناحیه بازچرخش در خروجی سویرل به محفظه احتراق نشان دهنده وجود یک ناحیه بازچرخشی در ورودی محفظه احتراق بود که با مقدار محاسبه شده عدد سویرل مطابقت داشت. همچنین به دلیل انبساط ناگهانی دو ناحیه باز چرخشی در مرکز و کنار دیواره محفظه احتراق مشاهده گردید. در بررسی کانتورهای خروجی از حل عددی در خصوص دما، فشار و کسر جرمی گونه ها اثر نواحی باز چرخشی و نیز جتهای هوای ورودی از دیواره flame tube به داخل محفظه احتراق بر توزیع دما، فشار و کسر جرمی گونه های احتراقی کاملا مشهود بود.