شبیه سازی عددی اثر نسبت سوخت به هوا در کاهش آلاینده NO در یک محفظه احتراق توربین گاز با مشعل دو پیچشی

هدف از این پژوهش بررسی تاثیر نسبت سوخت به هوا بر روی مشخصات جریان و آلاینده‌ها درون یک محفظه احتراق دوپیچشی با هندسه مدل است. هوا در این محفظه احتراق به‌صورت معکوس از درون لوله شعله می‌گذرد. در این پژوهش با تعریف شرایط مرزی و تولید شبکه کافی شبیه‌سازی احتراق با استفاده از مدل استاندارد K – Ɛ برای سوخت متان انجام شده است. شبیه‌سازی‌ها در چهار نسبت هم‌ارزی مختلف که تمامی آن‌ها برای فاز رقیق از سوخت اند، انجام‌گرفته است. فیزیک جریان درون محفظه نشان داد که در نسبت هم‌ارزی‌های بالاتر از 1، دبی ورودی هوا برای حفظ برای ایجاد جریان بازگشتی و پایداری شعله کافی نیست. با بررسی گردابه و میزان قدرت هر جریان بازگشتی درون محفظه، نتایج نشان می‌دهد که کاهش نسبت هم‌ارزی باعث افزایش شدت گردابه موجود در محفظه می‌شود. در بحث دمای شعله، مشخص شد که کاهش نسبت هم‌ارزی نه‌تنها باعث کاهش بیشینه دمای شعله می‌شود، بلکه می‌تواند طول شعله را تا حدودی کاهش دهد. درنهایت، با مطالعه تغییرات NOX در طول محفظه، این نتیجه حاصل شد که رفتار تولید NO بسیار به دمای سیال بستگی و نتیجه حاصل از آن تاثیر مثبت و چشم‌گیر کاهش نسبت هم‌ارزی بر روی کاهش تولید آلاینده NO احتراق است.