بررسی عددی تأثیر شدت چرخش هوای ورودی بر خصوصیات جریان غیر واکنشی در محفظه احتراق LDI

چکیده مقاله

اختلاط مناسب و کافی سوخت و اکسیدکننده قبل از ورود به ناحیه واکنش موجب افزایش راندمان احتراق و کاهش انتشار NOx می شود. شبیه سازی جریان سرد غیر واکنشی اولین گام برای بررسی ویژگی های آیرودینامیکی جریان در محفظه احتراق است. از مهمترین پارامترهای دخیل در خصوصیات جریان ورودی به محفظه احتراق، چرخش جریان است. در این مطالعه عددی اثر شدت چرخش هوای ورودی بر خصوصیات جریان سرد غیر واکنشی مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا شبیه سازی برای حالت آزمایشگاهی نوعی محفظه احتراق توربین گاز با طراحی پاشش مستقیم انجام گرفت و نتایج با داده های تجربی مقایسه شد که از هماهنگی خوبی برخوردار بود. چهار عدد چرخش مختلف برای بررسی تغییرات در خصوصیات جریان در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد با افزایش عدد چرخش یک ناحیه باز چرخش مرکزی در بالادست محفظه ایجاد می شود. این ناحیه برای ایجاد زمان اقامت، درجه حرارت و آشفتگی کافی برای احتراق کامل سوخت ضروری است. هم چنین افزایش چرخش باعث بالا رفتن آشفتگی جریان شد و این امر به افزایش نرخ اختلاط سوخت و اکسیدکننده کمک می کند.