شبیه سازی عملکرد محفظه احتراق میکروتوربین با گاز سنتز: بررسی ترکیبات حاصل از زغال سنگ و زیست توده

: در این پژوهش، عملکرد محفظه احتراق حلقوی یک میکروتوربین با استفاده از گاز سنتز حاصل از زغال سنگ و زیست توده شبیه سازی شد. هدف اصلی پژوهش بررسی عملکرد محفظه و تولید آلاینده ها در شرایط احتراقی پیش آمیخته است. شبیه سازی ها با استفاده از مدل احتراقی نیمه پیش آمیخته و مدل توربولانسی k-epsilon Realizable انجام گرفت. مدل احتراقی نیمه پیش آمیخته، با ترکیب مزایای احتراق پیش آمیخته و غیرپیش آمیخته، امکان تحلیل دقیق فرآیند احتراق را فراهم کرده و قابلیت پیش بینی دقیق رفتارهای پیچیده جریان های مغشوش و واکنش های شیمیایی را ارائه داد. جریان سوخت و هوا به صورت پیش مخلوط در نظر گرفته شد که این رویکرد باعث بهبود یکنواختی دما و کمک به کاهش تولید آلاینده NOx در استفاده از گاز سنتز شد. بررسی کسر جرمی OH نشان داد که گاز سنتز حاصل از زغال سنگ، به دلیل محتوای بالای هیدروژن و سرعت احتراق بیشتر، کوتاه ترین شعله را ایجاد می کند. میزان انتشار آلاینده های NOx و CO برای این سوخت به ترتیب برابر با ppm ۲۳/۳ و ppm  ۲۲۷/۳ بود. از سوی دیگر، گاز سنتز حاصل از زیست توده، به دلیل وجود متان در ترکیب خود، میدان دمایی مشابه با احتراق متان خالص ایجاد کرد. با این حال، ترکیب بالای متان و مونوکسیدکربن باعث تولید میزان زیادی از آلاینده CO به مقدار  ppm۲۹۱۴ شد. همچنین، این سوخت بیشترین میزان انتشار آلاینده NOx را با مقدار ppm ۲۹/۹ نشان داد. بررسی ها نشان داد که استفاده از گاز سنتز حاصل از زغال سنگ در شرایط احتراقی پیش آمیخته آلاینده NOx و نقاط داغ را کاهش می دهد.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی عددی ، محفظه احتراق حلقوی ، میکروتوربین ، گاز سنتز ، آلاینده های NOx