جلسه دفاع از پایان‌نامه: آقای سعیدپور احمدی، گروه آموزشی تبدیل انرژی
 خلاصه خبر: شبیه سازی عددی احتراق سوخت زیستی در محفظه احتراق توربین گاز صنعتی
چکیده: مسائل و مشکلات استفاده از سوخت های فسیلی، مانند افزایش آلودگی هوا و رو به اتمام بودن آن ها و بسیاری موارد دیگر باعث حرکت جهانی به سمت منابع جدید انرژی شده است. یکی از مهمترین منابع جدید انرژی که در سال های اخیر اهمیت بسیار زیادی پیدا کرده است، سوخت های زیستی هستند که از زیست توده و گیاهان بدست می آیند. استفاده از این سوخت ها در مشعل ها، ماشین آلات و موتور های مختلف یکی از جذاب ترین مسائل پژوهشی امروزه هست. توربین گاز یک موتور احتراق داخلی با جریانی دائم و پایدار می باشد. محفظه احتراق توربین گاز ویژگی های مطلوبی برای احتراق مانند نسبت تراکم متوسط، جریان دائم، دمای مناسب شعله و غیره دارد که باعث می شود بتوان مجموعه ای از سوخت های مختلف با ویژگی ها و ارزش های حرارتی متفاوت را با کمترین تغییر در ساختار محفظه استفاده کرد.
هدف کار حاضر شبیه سازی احتراق سوخت های کم انرژی زیستی در محفظه احتراق توربین گاز به منظور بررسی پارامتر های مختلف مانند توزیع دما و گونه ها، انتشار آلاینده ها، امکان سنجی استفاده از این سوخت ها و بررسی خاموشی شعله می باشد.
در این کار، شبیه سازی احتراق در یک محفظه احتراق توربین گازی صنعتی ساخت شرکت زیمنس برای سوخت ها و شرایط متفاوت کاری توربین انجام شده است. بدین منظور در ابتدا شبیه سازی احتراق با سوخت گاز طبیعی در شرایط استاندارد کاری محفظه با مدل های عددی مختلف و تنظیمات متفاوت انجام شد و نتایج بدست آمده از کار عددی با کار آزمایشگاهی مقایسه شد و اعتبار نتایج عددی بررسی و تایید شد. در ادامه کار شبیه سازی، احتراق سوخت های زیستی با ترکیبات و ارزش های حرارتی متفاوت در شرایط مختلف کاری محفظه انجام شد. بدین منظور 6 نوع سوخت مختلف که هر کدام ترکیب متفاوتی دارند در 3حالت مختلف بار توربین شبیه سازی می شود.
برای شبیه سازی سوخت کم انرژی زیستی، از ترکیب متان (CH4) با CO2 و N2 به منظور رقیق سازی سوخت در درصد های مختلف استفاده می شود.
در این شبیه سازی ها، تاثیر پارامتر های مختلف نظیر ترکیب سوخت، ارزش حرارتی سوخت، سرعت و فشار جریان ورودی، بار توربین بر روی رژیم شعله مورد بررسی قرار می گیرد.
در بخش اول کار با ثابت نگه داشتن شرایط و توان توربین، تاثیر تغییر ارزش حرارتی سوخت بر روی رژیم شعله و پارامتر های احتراقی آن بررسی می شود. مشاهده گردید با این تغییر، دما، کسر جرمی گونه های میانی و آلاینده، سرعت سوزش و شکل شعله تغییر می کند و ارزش حرارتی سوخت تاثیر زیادی بر رژیم شعله دارد به طوری که با کم کردن ارزش حرارتی، دما کم می شود و به تبع آن پارامتر های دیگر نیز تغییر می کنند. همچنین با کم کردن ارزش حرارتی سوخت از حدی بیشتر، احتراق ناقص و شعله خاموش می شود. همچنین در ارزش حرارتی ثابت سوخت و توان ثابت توربین، تاثیر ترکیب سوخت بر رژیم شعله مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که در ارزش حرارتی ثابت سوخت، ترکیب سوخت نیز تاثیر زیادی بر رژیم شعله دارد.
در بخش دوم پژوهش، تاثیر شرایط کاری محفظه و توربین نظیر سرعت و فشار جریان ورودی و بار توربین در سوخت های مختلف بررسی شد. با افزایش بار توربین، احتراق بهتر و کامل تری مشاهده شد به طوری که میزان آلاینده CO کمتر ولی آلایندهNOx مقداری افزایش یافت که دلیل آن بررسی شده است 8 بهمن 1398 / تعداد نمایش : 1149
|