تحلیل جریان دوفازی در ناحیۀ گردش مجدد محفظۀ احتراق یک‌موتور توربین گاز با تغییر در شاخص‌های هندسی مؤثر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه صنعت نفت

2 دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

چکیده

هدف از این‌پژوهش تحلیل دوفازی جریان در ناحیۀ گردش مجدد محفظۀ احتراق یک‌توربین گاز با تغییر در شاخص‌های هندسی مؤثر سوئیرلر آن است. جریا‌‌ن‌های چرخشی طبیعی و اجباری که در اثر هندسۀ محفظۀ احتراق و شرایط میدان جریان ایجاد می­شوند، تأثیر چشمگیری بر احتراق و اختلاط هوا و سوخت دارند. در این‌مطالعه، به‌منظور بررسی اثرهای تزریق جریان چرخشی در محفظۀ احتراق، از روش حجم محدود و شبکه‌بندی نامنظم در یک نرم‌افزار تجاری دینامیک سیالات محاسباتی استفاده و بررسی شاخصی انجام شده‌است. نتیجه‌های به‌دست‌آمده نشان می‌دهد افزایش عدد چرخش، حجم ناحیۀ گردش مجدد را در ناحیۀ اولیۀ محفظۀ احتراق افزایش می‌دهد و باعث افزایش شدت آشفتگی و بهبود اختلاط هوا و سوخت می‌شود.

کلیدواژه‌ها


 

[1]        Lefebvre, A. H., Ballal, D. R., "Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions", Third Edition, New York: CRC Press, (2010).
[2]        Guoqiang, L., Gutmarl, E. J., "Effects of Swirler Configuration on Flow Structures and Combustion Characteristics", ASME Paper No. GT2004-53674, (2004).
[3]        Micklow, G. J., Roychoudhury, S., Nguyen, H. L., Cline, M. C., "Emission Reduction by Varying the Swirler Airflow Splits in Advanced Turbine Combustors", Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 115, pp. 563-569, (1993).
[4]        Gupta, A. K., Lewis, M. J., "Effect of Swirl on Combustion Characteristics in Premixed Flames", Transactions of the ASME, Vol. 120, pp. 488-494, (1998).
[5]        Mattingly, J. D., Heiser, W. H., Pratt, D. T., "Aircraft Engine Design", Second Edition, AIAA Education Series, (2002).
[6]      جهرمی، م.، "ترکیب اثر چرخاننده و جت‌های هوای ورودی در ناحیۀ اولیۀ محفظۀ احتراق توربین گاز"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه علم وصنعت ایران، (1381).
[7]        Chen, B., Ho, K., Qin, F. G. F., Jiang, R., Akbar, Y. A., Chan, A., "Validation and Visualization of Decaying Vortex Flow in an Annulus", Energy Procedia, Vol. 75, pp. 3098-3104, (2015).
[8]        Weiye, H., Yuzhen, L., Chi, Z., Chih-Jen, S., "Effect of Boundary Conditions on Downstream Vorticity from Counter-Rotating Swirlers", Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 28, pp. 34-43, (2015).
[9]        Hao, Q., Yuzhen, L., Jibao, L., "Precessing Motion in Stratified Radial Swirl Flow", Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 29, pp. 386-394, (2016).
[10]      Bhuvana, R. G., Srinivasan, S. A., Murugan, D. T., "CFD Analysis on Swirl Angle Effect in Gas Turbine Combustion Chamber", IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Vol. 402, 2nd International Conference on Advances in Mechanical Engineering (ICAME 2018), Kattankulathur, India, (2018).
[11]      Vashahi, F., Rezaei, S., Alidoost Dafsari, R., Lee, J., "Sensitivity Analysis of the Vane Length and Passage Width for a Radial Type Swirler Employed in a Triple Swirler Configuration", Theoretical & Applied Mechanics Letters, Vol. 9, pp. 363-375, (2019).
[12]      Fan, X., Liu, C., Xu, G., Zhang, C., Wang, J., Lin, Y., "Experimental Investigations of the Spray Structure and Interactions between Sectors of a Double-Swirl Low-Emission Combustor", Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 33, No. 2, pp. 589-597, (2020).
[13]      Kleinstreuer, Cl., "Two-Phase Flow: Theory and Applications", Frist Edition, CRC Press, (2003).
[14]    شجاعی‌فرد، م. ح.، طحانی، م.، "مقدمه‌ای بر جریان‌های آشفته و مدل‌سازی‌های آن"، ویرایش اول، تهران: انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، (1391).