بررسی تجربی عملکرد محفظه میکروتوربین در شرایط اتمسفریک با سوخت گاز مایع

محفظه احتراق، قلب تپنده توربین‌های گازی است و تاثیر مستقیم روی آلایندگی و راندمان آنها دارد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق به‌علت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریان‌ها و همچنین رفتار شعله‌های آشفته، پیش‌بینی عملکرد این‌گونه محفظه‌ها امری بسیار پیچیده و عملاً غیرممکن است. بدین سبب نیاز به انجام آزمون‌های تجربی به‌منظور شناسایی رفتار حاکم بر محفظه، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است. در این پژوهش یک محفظه استوانه‌ای‌شکل با استفاده از سوخت گاز مایع در شرایط اتمسفریک به‌صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا محدوده پایداری آن سپس توزیع دمای داخل محفظه و خروجی آن در 6 نقطه کاری، به‌دست آمد و رفتار شعله مورد بررسی قرار گرفت. همچنین میزان آلایندگی خروجی محفظه نیز در دبی‌ها و نسبت هم‌ارزی‌های متعدد به‌دست آمد. ملاحظه می‌شود در دبی هوای ثابت با افزایش دبی سوخت (یا به‌عبارتی با افزایش نسبت هم‌ارزی)، شعله به سمت خروجی محفظه حرکت می‌کند و در نهایت از محفظه بیرون می‌رود. همچنین با مشاهده آلاینده‌های خروجی می‌توان نتیجه گرفت که در دبی سوخت ثابت، با افزایش دبی هوا، میزان آلاینده co افزایش و nox کاهش می‌یابد.

Experimental Investigation of the Performance of a Microturbine Combustion Chamber at Atmospheric Conditions Using LPG Fuel

Combustion chamber has a crucial role in gas turbines and has a significant effect on the pollution and efficiency of them. Due to the complicated flow in combustion chambers because of high turbulence intensity, flow mixing, and flame behavior, prediction of the performance of such chambers is very complicated. There is a vital need for experimental investigations to study and understand the flame behavior in combustors. This experimental study was performed using a can type combustion chamber and LPG fuel at atmospheric conditions. First, stability curve, temperature distribution in the combustion chamber, and its exit plane in 6 flow conditions and then flow behavior were evaluated. The pollution at the outlet was obtained in different conditions and equivalence ratios. The results show that the flame tends to go downstream of the combustion chamber when the fuel mass flow rate increases (or in other words, by increasing the equivalence ratio) in constant air mass flow rate and finally exits from the chamber. By increasing the air mass flow rate in constant fuel mass flow rate, CO pollution is increased, and NOx pollution is decreased.