شبیه سازی عددی محفظه احتراق توربین گاز زمینی با هدف کاهش آلاینده nox به روش cln

هدف از کار حاضر شبیه سازی محفظه احتراق توربین گاز با هدف کاهش nox می باشد. در روش cln بخار به صورت پیش آمیخته با سوخت به محفظه احتراق تزریق می شود. به منظور شبیه سازی از دو روش شبکه راکتوری معادل و شبیه سازی cfd استفاده شده است. در روش اول فرآیند احتراق درون یک محفظه آزمایشگاهی به کمک شبکه راکتوری معادل مد ل سازی شده است. در این مدل سازی تأثیر انتقال حرارت از محفظه بر پیش بینی فرآیند احتراق منظور شده است. بررسی تأثیر فشار و زمان اقامت بر انتشار اکسید نیتروژن نشان داد افزایش فشار و زمان اقامت به خصوص در دمای بالای شعله سبب افزایش تولید اکسید نیتروژن می شود. به طوری که مشاهده می شود که میزان انتشار اکسید نیتروژن با توان متغیری از فشار در ارتباط است که این توان، خود تابعی از دماست. همچنین با تزریق بخار به درون محفظه احتراق مدل شده به کمک شبکه راکتوری معادل، می توان کاهش آلاینده اکسید نیتروژن را در مقایسه با حالت بدون تزریق مشاهده کرد. در روش دوم، شبیه سازی cfd برای یک محفظه احتراق غیرپیش آمیخته به صورت متقارن محوری انجام شده است. در این شبیه سازی، در ابتدا تأثیر مدل های احتراق مختلف بر پیش بینی دما و میزان تولید nox بررسی گردید. بر این اساس مدل edc با توجه به این که قابلیت اعمال سینتیک های مختلف را دارد، برای پیش بینی nox مدل مناسب تری است. همچنین تأثیر تزریق بخار به داخل محفظه به صورت پیش آمیخته با سوخت بررسی و نتایج آن با حالت بدون تزریق بخار به داخل محفظه و حالت تزریق بخار به صورت پیش آمیخته با هوا مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که تزریق بخار پیش آمیخته با سوخت، سبب کاهش بیشتر nox نسبت به حالت تزریق بخار پیش آمیخته با هوا شده، و با جلوگیری از افزایش میزان تولید co سبب بهبود کارایی احتراق می شود.