بررسي تاثير الگوي پاشش اسپري سوخت بر تبخير قطرات در لوله پيش مخلوط توربين گاز

در سيستم احتراق يك توربين گاز سوخت مايع، به دليل محدوديت طول لوله پيش مخلوط، فرآيند تبخير قطرات سوخت به طور كامل انجام نمي‌گيرد و قطرات وارد محفظه احتراق مي‌شوند. وجود اين قطرات در محفظه احتراق باعث مي‌گردد كه اشتعال در حالت غير پيش مخلوط انجام شود و متعاقب آن ميزان نشر اكسيدهاي نيتروژن افزايش يابد. براي جلوگيري از نشر اين آلاينده‌ها، مي‌بايست قطرات اسپري در يك فضاي محدود به طور كامل تبخير گردد. بدين منظور در اين جا، يك مكانيزم براي پاشش قطرات سوخت در لوله پيش مخلوط ارائه شده است. در اين مكانيزم، قطرات اسپري با الگوي مخروط توخالي در خلاف جهت جريان هوا تزريق مي‌شود. بنابراين در اين نوع پاشش، به دليل افزايش سرعت نسبي قطرات و تسريع در فرآيندهاي شكست و تبخير آنها، دستيابي به اين هدف امكان‌پذير مي‌باشد. در بررسي صحت اين موضوع، الگوهاي مختلفي از پاشش قطرات انهپتان در گاز ازت عبوري از لوله پيش مخلوط با دماي 800 كلوين و فشار 20 بار در سيستم اويلري لاگرانژي شبيه‌سازي شده است. اعتبار مدل‌هاي توربولانس، انتقال جرم و حرارت و نيز اثر نفوذ مولكول‌هاي گاز به داخل قطرات سوخت در فشار بالاي محيط ارزيابي شده است. نتايج حاصل نشان مي‌دهد كه با تزريق قطرات اسپري با الگوي اشاره شده، علاوه بر تبخير كامل قطرات در فضاي محدود، توزيع دما و كسر جرمي بخار سوخت در خروجي لوله نيز يكنواخت مي‌گردد.