6815

مطالعه سوخت‌هاي مورد استفاده در توربين‌هاي گاز

1395

دكتر بازديدي طهراني

توربين‌هاي گاز به عنوان مهم‌ترين ركن توليد انرژي از ابتداي قرن بيستم با توسعه نيروگاه‌ها و صنعت هوايي گسترش يافتند. كه علت آن مزاياي فوق‌العاده توربين‌هاي گاز در مقايسه با ساير موتور‌هاي احترراقي بود. اما در سال‌هاي اخير در كنار اهميت مسائل زيست محيطي و آلودگي ناشي از انتشار گاز‌هاي مضر، توجه به انواع سوخت ها به غير آلي افزايش يافته است. همين امر موجب شده تا توجه بيشتري به جنبه هاي گوناگون احتراق و عدم درك صحيح از فرايند مذكور صورت گيرد. هدف اصلي از اين تحقيق در ابتدا بررسي مباني اساسي محفظه‌هاي احتراق توربين هاي گاز، از جمله اقسام گوناگون و پيكر‌بندي متفاوت به كار رفته درنيروگاه‌ها، هواپيما‌ها و ساير صنايع، ويژگي هاي اساسي هندسي و آيروديناميكي، اصول احتراقي و فرايند انتقال حرارت بوده. پس از اين موارد بنيادي، به بررسي سوخت‌هاي گوناگون به كار رفته و نحوه آماده سازي عوامل احتراقي پرداخته‌ مي‌شود. امروزه قيمت‌هاي فزاينده‌ي سوخت‌هاي فسيلي باعث ‌شده تا پژوهش‌ها به سمت بررسي سوخت‌هاي مايعِ جايگزين مصنوعي بر پايه‌ي غيرآلي/زيستي هدايت شوند. در اين ميان سوخت‌هاي به كار رفته در صنعت هوايي در مقايسه با ساير صنايع توجه بيشتري را به خود معطوف كرده چرا كه توربين‌هاي گاز صنعتي با استفاده از سوخت ارزان معمولي مي‌توانند نيازها را براورده سازند. سوخت‌هاي مصنوعي مطلوب، به مقدار زيادي از بيومس، زغال سنگ، نفت شيل ونفت سنگين گرفته مي‌شوند. از طرف ديگر متان، هيدروژن و غيره سوخت‌هايي هستند كه در كنار ساير سوخت‌هاي ذكر شده و نسبت هاي تركيبي مختلف آن‌ها در فصل دوم مورد بررسي قرار گرفته است. در بخش پاياني با بررسي اثربخشي نانوذرات در اين سوخت‌ها، به مطالعه ويژگي‌هاي احتراق در مقياس قطرات سوخت اسپري شده پرداخته مي‌شود، در هنگام احتراق به علت وجود چندين ماده مختلف و شرايط چند فازي، پديده نفوذ با جوششي خاص در حالت انفجاري مواجه هستيم و در نتيجه مي‌توان شاهد افزايش فشار داخلي، ريز‌تر شدن قطرات و احتراقي از هم گسيخته تر بود. از طرفي با استخراج انرژي‌هاي اكسيداسيون مواد افزودني نانو در قطرات ريز حاصله، مي‌توان شاهد افزايش نرخ احتراق بود كه وابسته به خواص حرارتي فيزيكي سوخت پايه، غلظت و نوع نانوذرات است. ذرات نانو ممكن است به عنوان هسته آغازين جوشش عمل كنند و به افزايش نرخ سوختن، جوشش، جذب تشعشع و هدايت حرارتي در فرايند احتراق كمك كنند. كه مفصلا به تحقيقات مختلف در اين زمينه پرداخته شده است. از طرفي در غلظت‌هاي بالاي نانو ذرات امكان شكل گيري پوسته‌اي حايل در قطره موجب افزايش فشار مي‌گردد كه موجب كاهش نرخ اتميزه شدن سوخت مي‌شود. بنابراين، نانو ذرات ممكن است اثرات مختلفي بر ميزان نرخ سوختن در مقياس مختلف قطرات و غلظت اضافه شده داشته باشد كه به نتايج مختلف در اين زمينه پرداخته مي‌شود.

9/5/2017 12:00:00 AM

66480

1398/09/19