بهینه سازی محفظه احتراق توربین گاز میکرو با تغییر چرخاننده به صورت عددی و تجربی

در طراحی محفظه احتراق، پارامترهای مختلفی مدنظر باید قرار بگیرد. از جمله این پارامترها می توان به توزیع دمای یکنواخت در خروجی محفظه، کنترل پایداری شعله، آلایندگی کمتر، بازده بیشتر احتراق، دمای دیواره کمتر و افت فشار کمتر در محفظه اشاره کرد. با توجه به شرایط پیچیده حاکم بر جریان در محفظه احتراق بعلت اثرات متعدد توربولانس و اختلاط جریان ها و همچنین رفتار شعله های آشفته، پیش بینی عملکرد این گونه محفظه ها امری بسیار پیچیده می باشد. در این مقاله، سعی شده است محفظه احتراق میکروتوربین دانشگاه صنعتی امیرکبیر به لحاظ چرخاننده بررسی شده و بهینه گردد. متغیرهای این بهینه سازی تعداد، ضخامت و زایه پره ها و توابع هدف کاهش مقدار CO، NOx، هیدروکربن نسوخته و افزایش دمای خروجی در نظر گرفته شد. این کار به کمک روش عددی انجام و در نهایت چرخاننده انتخاب شده در روش عددی، در روش تجربی تست گردید. با توجه به مطالعات انجام شده، در نهایت چرخاننده با زاویه 60 درجه، تعداد 12 پره و ضخامت 75/0 میلی متر به عنوان گزینه نهایی انتخاب شد. در نتایج نهایی، مقدار آلایندگی CO به میزان قابل توجهی کاهش پیدا کرد. البته دمای خروجی و ضریب یکنواختی دمای خروجی و هیدروکربن نسوخته در گزینه نهایی کمتر شد. با این حال یکنواختی دما داخل محفظه بیشتر شد.