بررسی تاثیر الگوی پاشش اسپری سوخت بر تبخیر قطرات در لوله پیش مخلوط توربین گاز

در سیستم‌ احتراق یک توربین گاز سوخت مایع، به‌دلیل محدودیت طول لوله پیش مخلوط، فرآیند تبخیر قطرات سوخت به‌طور کامل انجام نمی‌گیرد و قطرات وارد محفظه احتراق می‌شوند. وجود این قطرات در محفظه احتراق باعث می‌گردد که اشتعال در حالت غیر پیش‌مخلوط انجام شود و متعاقب آن میزان نشر اکسیدهای نیتروژن افزایش یابد. برای جلوگیری از نشر این آلاینده‌ها، می‌بایست قطرات اسپری در یک فضای محدود به‌طور کامل تبخیر گردد. بدین منظور در این‌جا، یک مکانیزم برای پاشش قطرات سوخت در لوله پیش مخلوط ارائه شده است. در این مکانیزم، قطرات اسپری با الگوی مخروط توخالی در خلاف جهت جریان هوا تزریق می‌شود. بنابراین در این نوع پاشش، به‌دلیل افزایش سرعت نسبی قطرات و تسریع در فرآیندهای شکست و تبخیر آنها، دستیابی به این هدف امکان‌پذیر می‌باشد. برای بررسی صحت این موضوع، الگوهای مختلفی از پاشش قطرات سوخت به روش عددی در سیستم اویلری - لاگرانژی مدل‌سازی شده است. اعتبار مدل‌های توربولانس، انتقال جرم و حرارت و نیز اثر نفوذ مولکول های گاز به‌داخل قطرات سوخت در فشارهای محیطی بالا ارزیابی شده است. نتایج شبیه‌سازی حاصل از این نوع پاشش نشان می دهد که علاوه بر تبخیر کامل قطرات در فضای محدود، توزیع بخار سوخت در خروجی لوله نیز یکنواخت‌ می‌باشد.