احتراق ذرات سوخت زیست توده در یک واحد تولید همزمان توان و حرارت مقیاس کوچک

به منظور افزایش قیمت انرژی و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر چون ذرات ریز زیست توده در واحدهای کوچک تولید همزمان برق و گرما در موتور استرلینگ توسعه یافته است. در این واحدها سوخت زیست توده در یک محفظه احتراق خارجی سوخته و حرارت آن به سیال عامل سیکل استرلینگ داده می شود. ازاین رو فرایند احتراق ذرات نقش بسزایی در عملکرد سیکل استرلینگ داشته و شبیه سازی این گونه محفظه های احتراق به کمک دینامیک سیالات محاسباتی می تواند در بهینه سازی محفظه احتراق مفید بوده و اولین گام در طراحی این موتورها باشد. در این تحقیق، محفظه احتراق یک موتور استرلینگ مربوط به یک واحد تولید همزمان برق و حرارت با توان تولید برق 55 کیلووات شبیه سازی شده و تاثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که تطابق خوبی بین نتایج و مشاهدات تجربی وجود دارد و با افزایش مقدار هوای ثانویه به میزان مشخصی می توان دمای گازهای خروجی را برای افزایش بازده موتور استرلینگ به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داد. کاهش قطر ذرات احتراقی باعث افزایش تبخیر ذرات و نرخ احتراق شده، دما در خروجی را افزایش می دهد. افزایش میزان سرعت به هنگام تزریق ذره در ورودی میزان سوزش ذره احتراقی را کاهش داده چون مقداری از آن بدون سوزش کامل محفظه را ترک می کنند.