تحلیل جریان دوفاز در محفظه احتراق و بررسی تاثیر شرایط هوای ورودی بر تبخیر قطرات سوخت

شرایط هوای ورودی، بر رفتار دینامیکی قطرات تاثیر گذاشته و میدان جریان را تغییر میدهد. هدف از مقاله حاضر بررسی تاثیر میزان چرخش و دمای هوای ورودی بر تبخیر و توزیع قطرات سوخت میباشد. در این کار، پاشش قطرات سوخت مایع در هوای گرم، توسط روش اویلر- لاگرانژی مدلسازی میگردد. برای حل معادلات حاکم از شبکهبندی منظم حجم محدود استفاده میشود. معادلات حاکم بر جریان به صورت ضمنی خطیسازی شده و به صورت مرتبه دو گسستهسازی شدهاند. عبارتهای دیفیوژن در معادلات انتقال، با استفاده از روش اختلاف مرکزی و عبارات جابجایی به صورت مرتبه دو بالادست گسسته میشوند. پژوهش حاضر در سه عدد چرخش و دمای متفاوت هوا انجام شده است. در حالت اول شرایط مرزی منطبق بر شرایط آزمایشگاهی بوده و پس از اعتبارسنجی نتایج حل عددی با دادههای تجربی، حالتهای بعدی مورد بررسی قرار گرفتهاند. نتایج در دو قسمت تکفاز و دوفاز ارایه میشوند. نتایج بدست آمده در هر دو حالت مذکور، تطابق قابل قبولی با دادههای تجربی دارند. با افزایش دمای هوای ورودی، از عمق نفوذ قطرات کاسته میشود و در فاصله کمتری از نازل سوخت، همه قطرات تبخیر میگردند. با افزایش عدد چرخش هوا، برهمکنش کمتری بین ممنتوم هوای ورودی و ممنتوم پاشش سوخت ایجاد میشود. لذا در نواحی مرکزی محفظه، قطرهای جای نمیگیرد و قطرات مستقیما به سمت دیواره محفظه پاشیده میشوند. در این حالت از یکنواختی توزیع قطرات کاسته میشود.

کلیدواژه ها:

محفظه احتراق توربین گاز ، جریان دو فاز ، سوخت مایع ، تبخیر قطرات ، جریان چرخشی