مدل سازی محفظه احتراق توربین گاز با استفاده از روش شبکه

هدف از این مقاله، به­کارگیری روش شبکه برای تحلیل سریع محفظه احتراق توربین های گاز می باشد. این روش یک محفظه احتراق به­وسیله گره ها و المان های متصل به آن ها، به شبکه ای از جریان های مستقل از هم تقسیم می شود. معادلات اساسی که در روش شبکه باید ارضا شوند معادلات بقای جرم و انرژی برای هر گره و رابطه افت فشار- دبی برای هر المان می باشد.این معادلات یک دستگاه معادلات متشکل از دبی جرمی و افت فشارها را تشکیل می دهند که با حل آن در گره ها مقادیر جدید برای فشار، دبی و چگالی به­دست می آید. این روند تا رسیدن به شرط همگرایی تکرار می شود.برای مدل سازی جریان از روابط متداول برای لوله ها و اریفیس ها استفاده شده است. برای مدل سازی اثر احتراق نیز، از احتراق تعادلی در نواحی احتراق اولیه و ثانویه استفاده شده است. اثر ترقیق جریان نیز با ورود هوا به جریان محصولات ناحیه احتراق ثانویه منظور شده است. دمای لاینر نیز با در نظر گرفتن آثار انتقال حرارت جابجایی و تشعشع محاسبه شده است. با این روش در یک محفظه احتراق قوطی،  ابتدا جریان سرد تحلیل شده و طی آن دبی جرمی و افت فشارها در المان ها به­دست آمده است. سپس با در نظر گرفتن احتراق کروسین، توزیع دبی جرمی، فشار، دما، و اجزا محصولات احتراق به­دست آمده است. نتایج به­دست آمده با نتایج تجربی موجود مقایسه شده است و همسویی بسیار خوبی نشان داده شده است. کیفیت نتایج و روند حل مسئله، نشان می دهند که روش شبکه قادر است تحلیل مناسبی را در زمان بسیار کمی به طراحان محفظه ارائه کند.

کلیدواژه ها:

محفظه احتراق ، روش شبکه ، احتراق ، انتقال حرارت