مدلسازی و تحلیل رفتار احتراق توربین گاز با استفاده از سوخت متان به روش های عددی و شبکه ای

در این مطالعه، یک نمونه از محفظه احتراق میکروتوربین گاز از نوع (Can) ، که در آن، ورود جریان هوا با استفاده از یک چرخاننده ی هوای محوری انجام می پذیرد مورد مطالعه و شبیه سازی عددی قرار گرفته است. در این شبیه سازی با استفاده از فرضیات ساده کننده، به صورت پایا و با فرض تقارن محوری و روش میانگین گیری رینولدز معادلات ناویر استوکس1در حالت واکنشی یا حل عددی گرم و در حالت غیر واکنشی یا حل عددی سرد محفظه احتراق شبیه سازی شده است. به همین منظور، در ابتدا برای مدل کردن ویسکوزیته از مدل آشفتگی کا-اپسیلون2در حل الگوی جریان حل سرد مورد استفاده قرار گرفته است. در مرحله بعدی، جریان گرم با در نظر گرفتن مدل احتراقی EDC3، جریان و مدل مورد نظر با استفاده از سینتیک شیمیایی سوخت متان، مدلسازی شده است. سپس در مرحله بعدی، به منظور صحه گذاری و اعتبارسنجی در شبیه سازی عددی انجام شده، شبیه سازی دیگری به روش شبکه ای با استفاده از نرم افزار کمکین انجام شده است. در روش شبکه ای با بکارگیری المانهای PSR4 و المان PFR در یک شبیه سازی مجزا، در تمامی نقاط بحرانی محفظه از جمله حفره ها، نواحی بازگشت جریان5، ورودی هوا و تقسیم نواحی محفظه به نواحی کوچکتر، سعی بر اعتبارسنجی و صحه گذاری نتایج عددی شده است.