تحلیل عددی چندفیزیکی احتراق غیرپیش مخلوط و انتقال حرارت سازه–سیال در محفظه احتراق موتور GTC۸۵ ۱۸۰: شناسایی نقاط داغ و ارزیابی مکانیزم های سوختگی دیواره

هدف اصلی این پژوهش، تحلیل دقیق پروفایل شعله بر دیواره محفظه احتراق موتور GTCP۸۵-۱۸۰ و بررسی علل ایجاد سوختگی های موضعی در بدنه محفظه هنگام کار با سوخت مایع است. برای دستیابی به این هدف، ابتدا هندسه کامل محفظه همراه با انژکتور مدل سازی شده و شبیه سازی سه بعدی جریان، اختلاط و احتراق در شرایط واقعی عملکرد موتور انجام گرفته است. در این مطالعه، مدل آشفتگی k–ε Realizable برای بازتولید ساختار چرخشی شدید جریان، مدل Non Premixed Combustion برای حل احتراق غیرپیش مخلوط، مدل Discrete Ordinate (DO) برای لحاظ کردن انتقال حرارت تشعشعی، و مدل Discrete Phase Model (DPM) برای شبیه سازی اسپری سوخت مایع به کار گرفته شده است. علاوه بر این، بدنه جامد محفظه نیز مدل شده و انتقال حرارت همزمان سازه–سیال به صورت کوپل شده حل گردیده تا رفتار حرارتی واقعی دیواره ها با دقت بالا قابل پیش بینی باشد. پس از انجام شبیه سازی، نتایج عددی با داده های موجود در ران شیت موتور مقایسه شده و صحت سنجی جامعی صورت گرفته است. این مقایسه نشان داد که مدل عددی قادر است دمای دیواره، توزیع آلاینده ها و شدت واکنش را با دقت قابل قبول بازتولید کند. بررسی توزیع دمای دیواره و مقایسه آن با تصاویر محفظه احتراق کارکرده نشان داد که شبیه سازی به درستی نواحی داغ و نقاط سوختگی را پیش بینی کرده و محل هایی را که در نمونه واقعی دچار تغییر رنگ، سوختگی و شکستگی جوش شده اند، با دقت بالا مشخص می کند.

کلیدواژه ها:

شعله ، مشعل ، دمای دیواره ، آلاینده ها