27975

بررسي عددي محفظه احتراق يك موتور توربيني با سوخت هيدروژن

كارشناسي ارشد

هوافضا - پيشرانش

1399

1401/12/03

اميرمهدي تحسيني

مهندسي مكانيك

در اين مطالعه اثرات افزودن هيدروژن به سوخت متان - هيدروژن در يك توربين گاز صنعتي كه در فشار 15 اتمسفر و با سوخت گاز طبيعي كار مي‌كند به‌صورت عددي مورد بررسي قرار گرفته است. معادلات جريان واكنشي و چرخشي در حالت پايا (RANS) با استفاده از نرم‌افزار شبيه‌سازي تجاري حل شده‌اند. از مدل استاندارد به‌عنوان مدل توربولانس همراه با مدل Finite Rate براي شبيه‌سازي احتراق استفاده شده است. مكانيزم دقيق احتراق متان GRI 2.11 براي شبيه‌سازي شيمي احتراق سوخت متان - هيدروژن به كار گرفته شده است. براي مشاهده دقيق اثرات و محدوديت‌هاي احتمالي در اثر افزايش درصد هيدروژن در سوخت پارامترهايي نظير دما، سرعت محوري، آلاينده‌ها و شكل و محل شعله مورد بررسي قرار گرفته‌اند. در اين مطالعه قابليت عملكرد محفظه طراحي شده براي سوخت گاز طبيعي با وجود سوخت هيدروژن بدون ايجاد تغيير در ساختار محفظه بررسي و تشريح شده است.

1401/12/15

Numerical investigation of the combustion chamber of a gas turbine engine with hydrogen fuel

2/22/2024 12:00:00 AM

Efects of Hydrogen addition to methane-hydrogen fuel in an industrial gas turbine operating at 15 atm pressure is studied numerically in this research. Hydrogen-enriched methane-hydrogen premixed flame is investigated while keeping air to fuel ratio constant at the inlet. Steady-state reacting and swirling flow equations (RANS) are solved using standard model as turbulence model. a detailed methane combustion mechanism GRI 2.11 is used to simulate methane-hydrogen combustion with Finite Rate formulation more accurately. Temperature and axial velocity variation and important pollutant species emission such as CO, CO2 and NOx were investigated at combustion chamber exit. Flame shape and location variation with hydrogen addition were studied due to hydrogen flashback limits.

سوخت هيدروژن , محفظه احتراق , شبيه سازي عددي , توربين گاز

Maziar Karam Ghare Gheshlaghi

Amir Mahdi Tahsini