شبیه ‏سازی گردابه‏ های بزرگ احتراق گاز سنتز و هیدروژن در محفظۀ احتراق گردابه‏ دربند

محفظه‌های احتراق گردابه‌دربند پایداری احتراق را در سرعت‏های بالای جریان بهبود می‌دهند. به همین دلیل، این محفظه‌ها برای احتراق سوخت‏های با درصد بالای هیدروژن مناسب‌اند. این پژوهش بازده احتراق، توزیع دما و انتشار آلاینده‌ها را در یک محفظۀ احتراق گردابه‌دربندِ نسل سوم با سوخت گاز سنتز با درصدهای مختلف کربن‌مونوکسید و هیدروژن بررسی می‌کند. برای مدل‏سازی جریان آشفته از روش شبیه‌سازی گردابه‏های بزرگ و برای مدل‌سازی احتراق از مدل واکنشگاه نیمه‏مخلوط استفاده شده ‏است. مکانیزم کاهش‏یافته‌ای با 24 واکنش و 13 گونه برای گاز سنتز استفاده شده ‏است. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان می‏دهند که با افزایش نسبت کربن‏مونو‏کسید در سوخت، سرعت و تکانۀ جریان‌های ورودی به داخل حفره کاهش می‌یابند که منجر به اختلاط ضعیف و کاهش بازده احتراق می‌شود. بالاترین بازده احتراق با سوختی با درصد اجزای 75% هیدروژن و 25% مونوکسیدکربن به میزان 67/%94 حاصل می‌شود، زیرا گردابه‏های بزرگ و پایداری را در حفره تشکیل می‏دهد که منجر به اختلاط بهتر می‏گردد. انتشار نیتروژن‌اکسید، کربن‏مونوکسید و کربن‏دی‏اکسید از محفظۀ احتراق با افزایش سهم کربن‌مونوکسید‏ در سوخت افزایش می‏یابد که دلیل آن افزایش دمای بیشینۀ گاز و نسبت کربن به هیدروژن در سوخت است.