طراحی مفهومی محفظه احتراق توربین گاز هوایی متعارف به منظور کاهش دوده و آلاینده های گازی

در این پژوهش، یک روش نوین برای طراحی مفهومی محفظه احتراق توربین گازی هوایی با هدف کاهش دوده و آلاینده های گازی ارائه شده است. این روش مبتنی بر استفاده از الگو های شبکه واکنشگرهای شیمیایی (CRN) و شبیه سازی دقیق فرآیند احتراق جهت تحلیل چگونگی تشکیل و اکسیدشدن دوده در شرایط مختلف عملکردی موتور است. ابتدا با تعیین ابعاد اولیه محفظه احتراق، تحلیل جریان و واکنش های شیمیایی انجام شده و سپس مقدار آلاینده ها در سناریوهای مختلف عملیاتی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد که الگوی پیشنهادی توانایی قابل توجهی در کاهش دوده و آلاینده های گازی نظیر NOx و CO داشته و در عین حال عملکرد ترمودینامیکی احتراق را نیز حفظ می کند. به طور خاص، مقایسه شاخص جرم ذرات غیرفرار (nvPM) مرجع ایکائو و مقدار پیش بینی شده در چرخه برخاست بترتیب ۷۰.۸ میلی گرم بر کیلوگرم و ۷۳.۷ میلی گرم بر کیلوگرم بوده است (اختلاف ۴.۱ درصد). همچنین، شاخص تعداد ذرات نیز بترتیب ۴.۰۲×۱۰۱۴و ۴.۱۶×۱۰۱۴ عدد بر کیلوگرم گزارش شده است (اختلاف ۳.۴ درصد). در تمامی چرخه های عملیاتی، اختلاف بین مقادیر پیش بینی شده و مرجع ایکائو در محدوده ۳.۴ درصد تا ۴.۴ درصد قرار دارد. این رویکرد می تواند به عنوان ابزاری موثر در طراحی های آینده محفظه های احتراق به منظور بهینه سازی بازده و کاهش اثرات زیست محیطی سامانه های پیشرانه هوایی مورد بهره برداری قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

طراحی مفهومی ، محفظه احتراق ، دوده ، آلاینده های گازی ، توربین گازی هوایی