بررسی تاثیر الگوی پاشش اسپری سوخت بر تبخیر قطرات در لوله پیش مخلوط توربین گاز
نویسندگان
1 دانشیار گروه تبدیل انرژی دانشکده مهندسی مکانیک/دانشگاه تربیت مدرس
2 دانشکده هوا و فضای، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
3 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران
doi
10.22060/mej.2018.14433.5859چکیده
در سیستم احتراق یک توربین گاز سوخت مایع، به دلیل محدودیت طول لوله پیش مخلوط، فرآیند تبخیر قطرات سوخت به طور کامل انجام نمیگیرد و قطرات وارد محفظه احتراق میشوند. وجود این قطرات در محفظه احتراق باعث میگردد که اشتعال در حالت غیر پیش مخلوط انجام شود و متعاقب آن میزان نشر اکسیدهای نیتروژن افزایش یابد. برای جلوگیری از نشر این آلایندهها، میبایست قطرات اسپری در یک فضای محدود به طور کامل تبخیر گردد. بدین منظور در این جا، یک مکانیزم برای پاشش قطرات سوخت در لوله پیش مخلوط ارائه شده است. در این مکانیزم، قطرات اسپری با الگوی مخروط توخالی در خلاف جهت جریان هوا تزریق میشود. بنابراین در این نوع پاشش، به دلیل افزایش سرعت نسبی قطرات و تسریع در فرآیندهای شکست و تبخیر آنها، دستیابی به این هدف امکانپذیر میباشد. در بررسی صحت این موضوع، الگوهای مختلفی از پاشش قطرات ان-هپتان در گاز ازت عبوری از لوله پیش مخلوط با دمای 800 کلوین و فشار 20 بار در سیستم اویلری - لاگرانژی شبیهسازی شده است. اعتبار مدلهای توربولانس، انتقال جرم و حرارت و نیز اثر نفوذ مولکولهای گاز به داخل قطرات سوخت در فشار بالای محیط ارزیابی شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که با تزریق قطرات اسپری با الگوی اشاره شده، علاوه بر تبخیر کامل قطرات در فضای محدود، توزیع دما و کسر جرمی بخار سوخت در خروجی لوله نیز یکنواخت میگردد.
