مطالعه عددی و تجربی میدان جریان محفظه احتراق توربین گاز ZORYA DU۸۰ در شرایط عملکردی واقعی

توربین های گازی در صنایع مختلف، موارد مصرف گوناگونی دارند که از آن جمله می توان به کاربری نیروگاهی از طریق کوپل شدن با ژنراتور جهت تولید برق، استفاده در صنایع نفت به عنوان محرک اولیه پمپ ها، در صنایع و تاسیسات گازی به عنوان محرک برای کمپرسورهای تقویت فشار گاز اشاره کرد. در این پژوهش با هدف بررسی میدان جریان و دما در شرایط عملکردی، مطالعه عددی و تجربی پیرامون عملکرد حرارتی-هیدرودینامیکی محفظه احتراق توربین گاز Zorya DU۸۰ با قدرت ۲۵ مگاوات انجام شده است. این محفظه احتراق از نوع حلقه-استوانه ایی دارای ۱۶ لاینر مشابه است که به طور مساوی پیرامون روتور قرار گرفته اند. شبیه سازی انتقال حرارت و جریان در نرم افزار انسیس فلوئنت با روش حجم محدود و الگوریتم Coupled صورت می گیرد. پدیده احتراق به صورت سه بعدی، دائم و آشفته با استفاده از مدل آشفتگی k-ω SST و مدل احتراقی پیش آمیخته جزئی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با شبیه سازی عددی میدان جریان و دما درون محفظه احتراق و مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج عددی و تجربی انطباق بسیاری خوبی مشاهده شد. در شبیه سازی عددی انجام شده دمای خروجی در حدود ۱۴۳۴ کلوین حاصل شد. مقادیر آلاینده های اکسیدهای نیتروژن و مونواکسید کربن در محدوده مجاز قرار داشت. دو گردابه بزرگ در بالا و پایین و گردابه های کوچکی در خروجی سویرل مشاهده شد. وجود این گردابه ها به خصوص گردابه بزرگتر برای گردش بهتر گازها در محفظه احتراق، احتراق بهینه و پخش بهتر دما در تمام محفظه، بسیار مفید و اثر گذار هست.

کلیدواژه ها:

توربین گاز ، محفظه احتراق ، احتراق پیش آمیخته جزئی ، مدل آشفتگی k-ω SST ، آلاینده اکسید نیتروژن