تحليل ارتباط بين توليد آنتروپي و شكل‌گيري آلاينده هاي NO و دوده درون يك محفظه احتراق مدل توربين گاز

كارشناسي ارشد

در پايان نامه حاضر، ارتباط بين توليد آنتروپي و شكل گيري آلاينده هاي NO، دوده و CO با استفاده از رهيافت‌هاي RANS و LES در دو محفظه احتراق مدل توربين گاز متفاوت بررسي و تحليل شده است. براي آلاينده دوده جريان احتراقي كروسين با هوا، و براي آلاينده NO، جريان احتراقي پروپان با هوا در نظر گرفته شده است. آلاينده CO در هر دو جريان احتراقي مورد تحليل قرار گرفته است. براي حل معادلات حاكم از شبكه بندي منظم حجم محدود استفاده شده است و معادلات به صورت مرتبه دو گسسته‌سازي شده اند. براي شبيه سازي انتقال حرارت تشعشعي از مدل جهات مجزا استفاده شده است. مدل فليملت پايا نيز براي شبيه‌سازي احتراق به كار گرفته شده است. براي دقت بيشتر به ترتيب دو مكانيزم شيميايي با 194 گونه و 1459 واكنش شيميايي براي مدل سازي آلاينده دوده و 115 گونه و 2141 واكنش شيميايي براي مدل سازي آلاينده NO به كار گرفته شده است. با بررسي استقلال نتايج از شبكه نشان داده شد، آلاينده دوده نسبت به ساير آلاينده ها حساسيت بيشتري به تراكم شبكه دارد. همچنين با استفاده از عدد كورانت و نسبت لزجت زيرشبكه به لزجت مولكولي، شبكه مورد استفاده در رهيافت LES مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاضر با مقادير تجربي براي اعتبار سنجي مقايسه شده است كه از دقت خوبي برخوردار مي باشند. نتايج نشان مي دهد كه رهيافت LES نسبت به رهيافت RANS از دقت بيشتري برخوردار است، به ويژه در محاسبه توليد آنتروپي. فرآيند واكنش هاي شيميايي بيشترين سهم را در توليد آنتروپي دارد. در نتيجه، مي توان از ساير عوامل توليد آنتروپي شامل هدايت حرارتي، انتقال جرم و اضمحلال سيال در جريان احتراقي صرف نظر كرد. با محاسبه آنتروپي در يك جريان احتراقي مي توان نواحي شكل گيري آلاينده هاي ياد شده را با دقت قابل قبولي پيش‌بيني كرد. همچنين، با شناسايي پارامترهاي مشترك و مؤثر در توليد آنتروپي و شكل گيري آلاينده ها، مي توان به طور مستقيم با محاسبه توليد آنتروپي و كاهش برگشت ناپذيري نرخ توليد آلاينده ها را كاهش داد.

194015

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي هوافضا

دكتر فرزاد بازديدي طهراني