بررسی اثر سینتیک شیمیایی و مدل احتراقی بر تابع پاسخ شعله (FTF) یک توربین گاز پیش مخلوط رقیق سوز با استفاده از شبیه سازی LES
نویسندگان
1 دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده هوافضا، آزمایشگاه پژوهشی احتراق و پیشرانش، تهران، ایران
2 دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده هوافضا، آزمایشگاه پژوهشی احتراق و پیشرانش، تهران،
doi
10.22034/jfnc.2022.320662.1297چکیده
یکی از روش های بررسی ناپایداری احتراق، شبیه سازی پاسخ شعله نسبت به نوسان های آکوستیکی است. در تحقیق حاضر به منظور مدل سازی نوسانهای آکوستیکی، از روش تهییج مصنوعی «سرعت هارمونیک تک فرکانس» در راستای طولی استفاده شده است. بررسی اثر این نوسان بر شعله، با حل عددی LES و در قالب تابع پاسخ شعله (FTF) بیان می شود که سینتیک شیمیایی و مدل احتراقی، اثر به سزایی در تعیین این تابع دارند. نتایج شبیه سازی احتراق برای شعله پیش مخلوط متان نشان داد با اینکه مدل احتراقی EDC همراه با سینتیک شیمیایی 17 جزئی و 73 واکنش نسبت به مدل احتراقی TF همراه با سینتیک شیمیایی 6 جزئی و 2 واکنش، 2 برابر هزینه محاسباتی بالاتری دارد، اما خطای حل عددی برای محاسبه تابع FTF را تا زیر 5 درصد کاهش می دهد. پس از شبیه سازی بر اساس تبدیل سریع فوریه از FTF، دامنه و فاز این تابع محاسبه می شود که دامنه FTF دو مقدار بیشینه در20-30 هرتز و 170 هرتز و یک نقطه کمینه در 80-110 هرتز را نشان میدهد. ناپایداری احتراق از طریق حل معادله آکوستیک (هلمهولتز) و جایگذاری دامنه و فاز تابع FTF بهعنوان ترم آزادسازی حرارت در این معادله قابل بررسی است.