شماره ركورد
34920
پديد آورنده
شقايق واحدي
عنوان
بررسي عددي اثر استفاده از روش احتراق دماپايين مناسب در كاهش انتشار آلاينده¬هاي محفظه احتراق يك ميكروتوربين
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك- تبديل انرژي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1404/07/14
استاد راهنما
دكتر سيد مصطفي حسينعليپور
استاد مشاور
استاد مشاور ندارم
دانشكده
دانشگاه علم و صنعت ايران ـ مركز آموزش الكترونيكي
چكيده
ميكروتوربينهاي گازي به دليل ابعاد كوچك، راندمان بالا و انعطافپذيري در استفاده از سوخت، در سيستمهاي توليد پراكنده جايگاه ويژهاي دارند. بااينحال، توليد آلايندههايي مانند اكسيدهاي نيتروژن و مونوكسيد كربن در فرايند احتراق، چالش اصلي در طراحي محفظه احتراق اين سيستمها محسوب ميشود. در اين پاياننامه، به بررسي عددي امكانسنجي پيادهسازي روش احتراق دماي پايين با تمركز بر تكنيك احتراق با هواي پيشگرم شده و رقيقشده در محفظه احتراق يك ميكروتوربين گازي پرداخته شده است. شبيهسازيها با استفاده از نرمافزار انسيس فلوئنت و بر اساس يك مطالعه مرجع معتبر انجام شدهاند. دو سناريوي احتراقي — احتراق معمولي با سوخت گاز مايع و احتراق دماي پايين با استفاده از هواي پيشگرم شده و سوخت گاز سنتزي — تحت شرايط هندسي و مرزي يكسان مقايسه شدهاند. در رويكرد احتراق دماي پايين، با استفاده از هواي پيشگرم شده به دماي 1400 كلوين و اختلاط تدريجي سوخت و اكسيدكننده، احتراقي يكنواخت و بدون تشكيل شعله مشخص رخ ميدهد. نتايج نشان ميدهد كه در حالت احتراق دما پايين، حداكثر دماي احتراق از 2380 به 1600 كلوين كاهش يافته و غلظت اكسيدهاي نيتروژن از 6.319 به 1 قسمت در ميليون رسيده است كه معادل كاهشي بيش از 80٪ است. همچنين، كسر مولي مونوكسيد كربن از 0.132 به 0.035 كاهش يافته كه نشاندهنده بهبود كيفيت احتراق است. اين روش بدون نياز به تغييرات سختافزاري قابلپيادهسازي است و بهعنوان يك راهكار اصلاحي در سيستمهاي موجود قابلاستفاده است. اين تحقيق با ادغام مدلسازي دقيق واكنشهاي شيميايي، جريان گردابهاي و انتقال تشعشعي، گامي نوين در جهت توسعه ميكروتوربينهاي گازي پاك و كارآمد محسوب ميشود.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/17
عنوان به انگليسي
Numerical Investigation of the Effect of an Appropriate Low Temperature Combustion Method on Reducing Pollutant Emissions in the Combustion Chamber of a Microturbine
تاريخ بهره برداري
10/6/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
شقايق واحدي
چكيده به لاتين
Gas microturbines are widely used in distributed power generation systems because of their compact structure, high efficiency, and fuel flexibility. However, the emission of pollutants such as nitrogen oxides (NOx) and carbon monoxide (CO) during the combustion process remains a major challenge in the design of their combustion chambers. This study presents a numerical feasibility analysis of applying Low Temperature Combustion (LTC) with a focus on Moderate or Intense Low-oxygen Dilution combustionin the combustion chamber of a gas microturbine. Numerical simulations were performed using ANSYS Fluent software based on a validated reference model. Two combustion scenarios were compared under identical geometrical and boundary conditions: conventional combustion using liquefied petroleum gas (LPG) and low-temperature combustion using preheated air and syngas. In the LTC approach, by preheating the air to 1400 K and enabling gradual mixing of fuel and oxidizer, a uniform and flameless combustion process was obtained. The results show that in the low-temperature combustion mode, the maximum combustion temperature decreased from 2380 K to 1600 K, and the NOx concentration was reduced from 6.319 ppm to 1 ppm—representing a reduction of more than 80%. Furthermore, the CO mole fraction decreased from 0.132 to 0.035, indicating improved combustion quality. This method can be implemented without any hardware modifications, making it suitable for retrofitting existing systems. By incorporating detailed chemical kinetics, swirling flow behavior, and radiative heat transfer modeling, this research contributes to the development of cleaner and more efficient gas microturbine technologies.
كليدواژه هاي فارسي
ميكروتوربين گازي , محفظه احتراق , احتراق دما پايين , احتراق با هواي پيش گرم و رقيق شده , آلاينده ها , شبيه سازي عددي
كليدواژه هاي لاتين
Gas Microturbine , Combustion Chamber , Low Temperature Combustion (LTC) , Moderate or Intense Low-oxygen Dilution (MILD) Combustion , Emissions , Numerical simulation
Author
Shaghayegh Vahedi
SuperVisor
Dr. Mostafa HosseinAlipour