تحلیل پاشش سوخت مایع و مشخصه ‌های جریان احتراقی درون یک محفظه احتراق

هدف از مقاله حاضر تحلیل مشخصه‌ های احتراقی در جریان واکنشی درون محفظه احتراق مدل توربین گاز هوایی در شرایط مختلف پاشش سوخت مایع می‌باشد. جهت ‌مدل‌سازی جریان دو فاز قطرات سوخت و گاز، از نگرش اویلر- لاگرانژ و اتصال دو طرفه بین فاز گاز و قطرات استفاده شده است. برای حل معادلات حاکم از شبکه‌بندی منظم حجم محدود استفاده شده است. رهیافت‌ متوسط‌گیری رینولدز ناویر استوکس (rans) و مدل جهات مجزاء برای شبیه‌سازی آشفتگی جریان و انتقال حرارت تشعشعی استفاده شده است. از مدل‌ واکنش فلیملت پایا برای مدل‌سازی احتراق و تابع چگالی احتمال جهت مدل‌سازی برهم‌کنش بین جریان آشفته و واکنشی استفاده شده است. همچنین یک مکانیزم شیمیایی با 26 واکنش و 17 گونه برای مدل‏سازی احتراق سوخت jet-a استفاده شده است. مدل‌سازی nox به صورت پس‌پردازش توسط مدل‌ نرخ محدود انجام شده است. نتایج حاکی از این است که افزایش سرعت پاشش اسپری سوخت موجب ترویج احتراق در ناحیه اولیه و دمای شعله بالاتر می‏شود و نهایتا موجب افزایش مقدار آلاینده no می‏شود. هرچقدر زاویه پاشش کوچکتر باشد قطره‏های حاصل از پاشش در ناحیه‏ی کوچکتری متمرکز می‏شوند و موجب کاهش آلاینده‏ no می‏شود.

analysis of liquid fuel spray and combustive flow characteristics inside a combustion chamber

the purpose of this paper is to analyze the combustion characteristics in the reactive flow inside an aero gas turbine model combustion chamber under different conditions of liquid fuel spray. in order to model the two-phase flow of fuel and gas droplets, the euler-lagrange approach and two-way connection between the gas phase and the droplets have been used. to solve the governing equations, the finite volume structured mesh has been used. the reynolds navier stokes (rans) averaging approach and discrete ordinate model have been used to simulate flow turbulence and radiative heat transfer. the steady flamelet reaction model and the probability density function have been employed to model the combustion and interaction between turbulent and reactive flow, respectively. also, a chemical mechanism with 26 reactions and 17 species has been used to model the combustion of jet-a fuel. nox modeling has been done as a post-processing by the finite rate model. the results indicate that increasing the fuel spray velocity promotes combustion in the initial region and higher flame temperature, and finally increases the amount of no pollutant. the smaller spray cone angle causes the droplets resulting from the spray will be concentrated in a smaller area and will reduce the no pollutant.