فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

این مطالعه به شبیه‌سازی عددی محفظه احتراق یک میکروتوربین C30 با استفاده از سوخت‌های بدون کربن نظیر هیدروژن و آمونیاک در شرایط احتراق رقیق و پیش‌آمیخته پرداخته است. هدف اصلی تحقیق، بررسی تأثیر ترکیب‌های مختلف سوختی بر پارامترهای کلیدی احتراق از جمله دما، انتشار آلاینده‌ها، عملکرد کلی محفظه احتراق، راندمان احتراقی و امکان‌پذیری دستیابی به شرایط احتراق رقیق و پیش‌آمیخته بوده است. برای انجام این تحلیل، از مدل احتراقی نیمه پیش‌آمیخته همراه با معادلات سه‌بعدی ناویر-استوکس استفاده شد تا درک جامعی از فرآیندهای جریان و احتراق ارائه شود. در این شبیه‌سازی‌ها، غلظت آمونیاک در مخلوط سوخت به صورت گام‌های 10 درصدی از 0 تا 50 درصد افزایش داده شد. نتایج نشان داد که در غلظت‌های پایین آمونیاک (تا 30 درصد)، تقریباً تمامی آمونیاک در محفظه احتراق مصرف می‌شود. با این حال، در غلظت‌های بالاتر، به دلیل کاهش دمای احتراق و افت راندمان، مقادیر قابل توجهی آمونیاک نسوخته باقی می‌ماند. یافته‌ها نشان دادند که افزایش آمونیاک منجر به کاهش دمای احتراق و تولید آلاینده‌های NOx می‌شود که از نظر زیست‌محیطی مطلوب است. با این حال، این کاهش دما تأثیر منفی بر راندمان سیکل توربین گذاشت. جایگزینی متان با هیدروژن، به دلیل ارزش حرارتی بالای هیدروژن، راندمان احتراقی را از 5/88 درصد به 99 درصد افزایش داد. در مقابل، افزودن آمونیاک به مخلوط سوخت در غلظت‌های بالای 30 درصد به دلیل ارزش حرارتی پایین آن، منجر به افت شدید راندمان شد. این تحقیق بینش‌های ارزشمندی برای طراحی سیستم‌های احتراقی بهینه‌شده برای سوخت‌های بدون کربن ارائه می‌دهد و به تعادل بین راندمان و کاهش تأثیرات زیست‌محیطی کمک می‌کند .