Modeling of gas turbine combustion chambers

Abstract

Bu çalışmayı gerçekleştirebilmek için öncelikle silindirik polar koordinatlarda üç boyutlu bir geometride çözüm yapıldı. Yanma odasını idealleştiren bu geometride, sınırlandırılmış dönen akış ortamı içinde türbülanslı bir jet akış olduğu varsayıldı. Aynı zamanda yüksek türbülans yoğunluğu da olan bu akışın merkezine yerleştirilmiş helyum/ hava karışımı jet akışkanı enjekte edilerek soğuk akış simülasyonu yapıldı. Bu akışın davranışı, üç boyuta genelleştirilerek ve dönme (swirl) etkisi de göz önüne alınarak incelendi. Türbülanslı akışların sayısal hesabı için türbülans modellerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada çeşitli türbülans modellerinin bu akışın simülasyonundaki performansı da incelendi. Girdap etkisini bulmak için bir dizi sayısal çalışma teklif edildi. Sayısal hesaplamalar için üç boyutlu eliptik sonlu-elemanlar kodu ile silindirik koordinatlarda ANSYS CFD Flotran analiz kullanıldı. Elde edilen sonuçlar deneysel veya mevcut diğer sonuçlarla karşılaştırıldı ve uyumun iyi olduğu görüldü. For this investigation can be realized firstly, the solution was done in geometry which idealizes combustion chamber was defined three dimensional on cylindrical polar coordinate. We assumed that a turbulent jet mixing in a confined swirling flow environment in the model combustion chamber. The isothermal flow was simulated injecting helium/ air as a jet fluid that is located centrally in this flow has also high turbulence intensity. This flow behavior was investigated being generalized in three dimensions and taking into consideration effects of swirl. For numeric calculation of turbulent fluids need turbulence models. In this study was also examined various turbulence models of how is the simulation performance of this flow which is in combustion chamber. Some sequence study was offered to find impression of swirl. For numeric computation was used ANSYS CFD Flotran analysis program with three-dimensional elliptic finite element codes on cylindrical coordinate. Results found were compared with experiment or other available results and indicated good correlations.