شبیهسازی سهبعدی محفظه احتراق حلقوی یک میکروتوربین با مخلوط هیدروژن-متان و مدل احتراقی نیمه پیش مخلوط | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 6, Volume 24, Issue 12, 1403, Pages 727-738 PDF (1.07 M) | ||
| Document Type: پژوهشی اصیل | ||
| DOI: 10.48311/mme.24.12.727 | ||
| Authors | ||
| عارف سهرابی; سید مهدی میرساجدی* | ||
| دانشگاه شهید بهشتی | ||
| Abstract | ||
| این مطالعه به بررسی احتراق مخلوط هیدروژن و متان در محفظه احتراق حلقوی میکروتوربین C30 پرداخته است. هدف اصلی تحقیق ارزیابی تأثیر احتراق پیش مخلوط متان و هیدروژن بر میزان آلایندگی و دمای خروجی در یک محفظه احتراق حلقوی است. شبیهسازیهای انجام شده با استفاده از مدل احتراقی نیمه پیشآمیخته و مدل توربولانسی k-ε انجام شده و از تابع چگالی احتمال PDF برای شبیهسازی واکنشهای شیمیایی استفاده میشود. برای تحلیل دقیق نتایج در رابطه با میزان آلایندگی تولیدی، تحلیل و مقایسه در دمای ورودی توربین ثابت انجام شد. نتایج نشان میدهند که با افزودن هیدروژن به متان حتی در دمای ورودی توربین ثابت به علت افزایش دمای شعله در مقایسه با متان خالص، میزان آلاینده NOx افزایش پیدا میکند، اما میتواند به کاهش مصرف سوخت تا 35 درصد کمک کند. همچنین مشخص شد که استفاده از مخلوط 60 درصد متان و 40 درصد هیدروژن موجب کاهش 61 درصدی در تولید CO2 میشود. این مطالعه نشان داد میتوان به علت پیش مخلوط بودن سوخت و هوا، هندسه حلقوی و الگوی چرخشی جریان در سراسر محفظه احتراق، در ترکیب سوخت شامل 30 درصد هیدروژن، تولید NOx را به ppm 1/16 رساند، که به طور قابل توجهی کمتر از مقدار ppm 46 گزارش شده در مطالعات پیشین است. همچنین میزان آلاینده CO با افزایش سهم هیدروژن در سوخت 16 درصد کاهش پیدا میکند. این نتایج نشان میدهد که محفظه احتراقهای حلقوی با جریان پیشمخلوط و استفاده از ترکیب سوخت هیدروژن و متان، پتانسیل بالایی برای کاهش آلایندهها و بهینهسازی مصرف سوخت دارند | ||
| Keywords | ||
| میکروتوربین; محفظه احتراق; هیدروژن; احتراق پیش آمیخته | ||
| References | ||
|
| ||
|
Statistics Article View: 6,074 PDF Download: 8,368 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,174 |
| Number of Articles | 24,684 |
| Article View | 25,076,140 |
| PDF Download | 17,776,408 |