مطالعه عددی مشخصات جریان در یک محفظه احتراق پاشش مستقیم رقیق تک‌المان

مطالعه میدان جریان محفظه احتراق به تشخیص نواحی‌ موثر از لحاظ اختلاط سوخت و هوا، کمک می‌کند. هدف از این مقاله، بررسی ساختار جریان سرد در یک محفظه احتراق پاشش مستقیم رقیق تک‌المان است. در مطالعه و مدل‌سازی یک محفظه احتراق موتور توربینی، شناخت نواحی دارای چرخش، بازگردانی و متقارن‌شدن جریان درون محفظه به دلیل تاثیر بر میزان اختلاط سوخت و هوا و همچنین برای مطالعه دقیق جریان واکنشی حائز اهمیت است. در این نوشتار، اثر فشار عملکردی برمیدان جریان بسیار آشفته مطالعه شده است. از آن‌جایی که حل دینامیک سیالات محاسباتی مسائل واکنشی بسیار زمان‌بر است، انتخاب مدل آشفتگی‌ مناسبی که ضمن دقت مناسب، در زمان صرفه‌جویی کند لازم و ضروری است. با مقایسه نتایج محاسباتی مدل‌های آشفتگی k-ɛ realizable و تنش رینولدز (rstm) و بررسی خطاهای محاسباتی، حداکثر خطا برای مدل تنش رینولدز معادل 31 درصد و برای مدل k-ɛ realizable معادل 37 درصد در مقایسه با داده‌های آزمایشگاهی حاصل شد. تفاوت نتایج عددی مدل‌های آشفتگی نشان داد که مدل کم‌هزینه k-ɛ realizable، در مورد مطالعاتی بررسی شده دقت قابل قبولی دارد و می‌توان از آن در مدل‌سازی جریان واکنشی یک محفظه احتراق ldi با جریان بسیار چرخشی استفاده نمود.

Numerical study of flow characteristics in a singleelement Lean Direct Injection (LDI) combustion chamber

Studying the combustor flow field helps identify effective fuel and air mixing areas. The purpose of this paper is to investigate the structure of cold flow in a singleelement Lean Direct Injection combustor. In studying and modeling of a turbine engine combustor, it is important to identify the areas of swirling, reversal and symmetry of the flow inside the chamber due to its influence on the rate of fuel and air mixing and also to study the reaction flow accurately. In this paper, the effect of operating pressure on the turbulent flow is studied. Since computational fluid dynamics are very timeconsuming to solve the reacting flow problems, it is necessary to select the appropriate turbulence model that saves time with good accuracy. Comparing the computational results of the k-ɛ Realizable and Reynolds stress turbulence models (RSTM) and computational errors analysis, the maximum error was obtained for the Reynolds stress model of 31% and for the k-ɛ Realizable model of 37% compared to the experimental data. The difference between numerical results of turbulence models showed that the lowcost k-ɛ Realizable model is acceptable for the studied studies and can be used to model the reacting flow of an LDI combustor with highly swirl flow.