بهینه سازی محفظه احتراق توربین گاز میکرو با تغییر چرخاننده به صورت عددی و تجربی

در طراحی محفظه احتراق، پارامترهای مختلفی مدنظر باید قرار بگیرد. از جمله این پارامترها می توان به توزیع دمای یکنواخت در خروجی محفظه، کنترل پایداری شعله، آلایندگی کمتر، بازده بیشتر احتراق، دمای دیواره کمتر و افت فشار کمتر در محفظه اشاره کرد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق بعلت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریان ها و همچنین رفتار شعله های آشفته، پیش بینی عملکرد این گونه محفظه ها امری بسیار پیچیده می باشد. در این مقاله، سعی شده است محفظه احتراق میکروتوربین دانشگاه صنعتی امیرکبیر به لحاظ چرخاننده بررسی شده و بهینه گردد. متغیرهای این بهینه سازی تعداد، ضخامت و زایه پره ها و توابع هدف کاهش مقدار co، nox، هیدروکربن نسوخته و افزایش دمای خروجی در نظر گرفته شد. این کار به کمک روش عددی انجام و در نهایت چرخاننده انتخاب شده در روش عددی، در روش تجربی تست گردید. با توجه به مطالعات انجام شده، در نهایت چرخاننده با زاویه 60 درجه، تعداد 12 پره و ضخامت 0.75 میلی متر به عنوان گزینه نهایی انتخاب شد. در نتایج نهایی، مقدار آلایندگی co به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرد. البته دمای خروجی و ضریب یکنواختی دمای خروجی و هیدروکربن نسوخته در گزینه نهایی کمتر شد. با این حال یکنواختی دما داخل محفظه بیشتر شد.

optimization of micro gas turbine combustion chamber by changing the swirler numerically and experimentally

in the design of the combustion chamber, various parameters should be considered. these parameters include uniform temperature distribution at the outlet of the chamber, more flame stability, lower pollution, higher combustion efficiency, lower wall temperature, and lower pressure drop in the chamber. regarding to the complex condition of the flow in the combustion chamber due to the various effects of turbulence and mixing of flows as well as the behavior of turbulent flames, predicting the performance of flow in the combustion chambers is very complicated. in this paper, it is tried to study and optimize the combustion chamber of amirkabir university of technology in terms of swirler. it is done by using the numerical method and finally the selected swirler in the numerical method is tested in the experimental setup to investigate optimization method .according to the studies, swirler with an angle of 60 degrees, 12 blades, and a thickness of 0.75 mm is selected as the final case. in the experimental results, the amount of co pollution has significantly reduced. the output temperature, the pattern factor and unburned hydrocarbon have reduced in the final case. however, the temperature uniformity inside the chamber has increased.