شبیه‌سازی سه بعدی و مطالعه احتراق بیوگاز در محفظه احتراق حلقوی میکروتوربین c30

در این مطالعه عملکرد احتراقی محفظه احتراق میکروتوربین c30 با سوخت بیوگاز با کسرهای جرمی مختلفی از co2 مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. با فرض هندسه متناوب و واکنش دو مرحله‌ای سوخت و اکسید، هزینه محاسباتی کاهش یافت. برای شبیه‌سازی جریان درون محفظه، از معادلات سه ‌بعدی ناویر- استوکس و مدل آشفتگی      برای مدل‌سازی اثرات آشفتگی استفاده شده است. جریان درون محفظه احتراق با اجزای سوخت متفاوت با مدل احتراقی eddy dissipation مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. برای انجام اعتبارسنجی حل و مقایسه نتایج با نمونه ساخته شده از ch4 خالص به‌عنوان سوخت استفاده شد. در این مطالعه مشخص شد که در حالت دبی جرمی ثابت سوخت مصرفی، افزایش سهم co2 در سوخت با کسر جرمی‌های متفاوت، به علت کاهش ارزش حرارتی ایجاد شده باعث کاهش دمای تولیدی شده و همچنین مشخص شد که استفاده از بیوگاز به‌صورت پیش مخلوط موجب کاهش مطلوب میزان nox می‌شود. با توجه به نتایج به‌دست آمده، پیشنهاد می‌شود میزان co2 در سوخت حداکثر 10درصد باشد، زیرا میزان دما تنها 38 کلوین کاهش پیدا کرده و میزان nox در خروجی نیز ppm 1/4 است.

3d simulation and study of biogas combustion in c30 microturbine annular combustion chamber

in this study, the combustion performance of c30 microturbine combustion chamber with biogas fuel with different mass fractions of co2 has been analyzed and investigated. by assuming the periodic geometry and the two-stage reaction of fuel and oxide, the computational cost was reduced. to simulate the flow inside the chamber, three-dimensional navier-stokes equations and the k-ε turbulence model have been used to model the effects of turbulence. the flow inside the combustion chamber with different fuel components was analyzed with the eddy dissipation combustion model. to validate the solution and compare the results with the fabricated sample, pure ch4 was used as fuel. in this study, it was found that in the case of a constant mass flow rate of the consumed fuel, increasing the share of co2 in the fuel with different mass fractions, due to the decrease in the calorific value created, caused a decrease in the production temperature, and it was also found that the use of biogas as a premix caused a decrease the amount of nox becomes desirable. according to the obtained results, it is suggested that the amount of co2 in the fuel is at most 10%, because the temperature has decreased by only 38 kelvin and the amount of nox in the output is 1.4 ppm.