شبیه‌سازی سه بعدی و مطالعه احتراق بیوگاز در محفظه احتراق حلقوی میکروتوربین C30

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی هوافضا دانشکده فناوریهای نوین دانشگاه شهید بهشتی

2 دانشگاه شهید بهشتی - دانشکده فناوری های نوین و مهندسی هوافضا

doi
10.22034/jfnc.2024.456905.1392
چکیده

در این مطالعه عملکرد احتراقی محفظه احتراق میکروتوربین C30 با سوخت بیوگاز با کسرهای جرمی مختلفی از CO2 مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با فرض هندسه متناوب و واکنش دو مرحله‌ای سوخت و اکسید، هزینه محاسباتی کاهش یافت. برای شبیه‌سازی جریان درون محفظه، از معادلات سه ‌بعدی ناویر- استوکس و مدل آشفتگی      برای مدل‌سازی اثرات آشفتگی استفاده شده است. جریان درون محفظه احتراق با اجزای سوخت متفاوت با مدل احتراقی EDDY DISSIPATION مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. برای انجام اعتبارسنجی حل و مقایسه نتایج با نمونه ساخته شده از CH4 خالص به‌عنوان سوخت استفاده شد. در این مطالعه مشخص شد که در حالت دبی جرمی ثابت سوخت مصرفی، افزایش سهم CO2 در سوخت با کسر جرمی‌های متفاوت، به علت کاهش ارزش حرارتی ایجاد شده باعث کاهش دمای تولیدی شده و همچنین مشخص شد که استفاده از بیوگاز به‌صورت پیش مخلوط موجب کاهش مطلوب میزان NOx می‌شود. با توجه به نتایج به‌دست آمده، پیشنهاد می‌شود میزان CO2 در سوخت حداکثر 10درصد باشد، زیرا میزان دما تنها 38 کلوین کاهش پیدا کرده و میزان NOx در خروجی نیز ppm 1/4 است.