تحلیل عملکرد و بهینه سازی محفظه احتراق میکروتوربین به روش عددی

با بررسی های انجام شده به روی میکروتوربین گازی 180-85GTCP مشخص گردید که عیوب قسمت داغ موتور دارای فراوانی قابل ملاحظه ای می باشند. موتور مذکور الزاماتی را مبنی بر محدودیت کارکرد مداوم دارد و در صورت عدم رعایت این الزامات، بیشترین صدمه متوجه قسمت گرم موتور خواهد بود. از این رو با استفاده از روش های عددی که ضمن داشتن دقت کافی، هزینه بسیار پایین تری را نسبت به انجام آزمایش دارند، می-توان توزیع فشار، سرعت و دمای خروجی محفظه احتراق استوانه ای واقعی میکروتوربین را به دست آورده و با ارائه هندسه ای جدید، عملکرد مناسب-تری را برای محفظه احتراق حاصل نمود. تغییرات هندسی در نوع و محل سوراخ های خنک کاری لایه ای و سوراخ های رقیق سازی سبب به دست آوردن پروفیل دمای مناسب تری در نزدیک دیواره و خروجی محفظه احتراق خواهد شد. با به دست آوردن توزیع دمای مناسب در مجاورت دیواره و در خروجی محفظه می توان عیوب محفظه احتراق و عیوب توربین را کاهش داد. مقایسه پروفیل های دما در هندسه اصلی و هندسه های بهینه سازی شده نشان می دهد که پروفیل دمای خروجی در هندسه جدید دارای پیک های دمایی کمتری نسبت به پروفیل اصلی بوده و پروفیل دما در آن یکنواخت تر می باشد. متوسط دمای خروجی از محفظه احتراق اصلی 950 کلوین و متوسط دمای خروجی محفظه بهینه شده 1000 کلوین محاسبه شده، از این رو بازده حرارتی محفظه بهینه شده 8 درصد از بازده حرارتی محفظه اصلی بیشتر است.