燃用氫氣的氣輪機(jī)燃燒室的數(shù)值分析

近年來(lái)，考慮到傳統(tǒng)燃料在不久的將來(lái)會(huì)有用盡的危險(xiǎn)，并且這些燃料會(huì)危害環(huán)境，人們一直在尋找替代燃料。因此，在這項(xiàng)研究中研究了氫氣作為替代燃料的可用性，且在噴射A燃料的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的管式燃燒室中進(jìn)行了研究。為此，進(jìn)行了羅爾斯·羅伊斯內(nèi)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器的燃燒特性在氣體噴射A和氫氣的作用下在給定熱功率值的不同空氣過(guò)量比（EAR）下的數(shù)值研究。燃燒室中的溫度分布、燃燒效率、壓降和速度變化已經(jīng)在燃燒室中的1480kW（10000rpm）、2290kW（11000rpm）和 2980kW（12000rpm）熱功率下進(jìn)行了數(shù)值分析。RNG k-湍流和渦動(dòng)耗散燃燒模型已被用于具有旋流的二維軸對(duì)稱(chēng)幾何。

燃燒效率和壓降值隨著EAR值的增加而增加。但是燃燒室的出口溫度值、CO2排放量和未燃HC排放量隨著EAR值的增加而下降。此外，觀察到NOx排放值正在增加，然后隨著EAR值而下降。就壓降、燃燒室出口處的溫度值以及CO2和未燃HC排放而言，氫的燃燒被認(rèn)為是有利的。此外，可以看出在低EAR值下的NOx排放值方面是有利的，但在高EAR值時(shí)是不利的。

對(duì)噴氣式A，B型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的數(shù)值分析后，當(dāng)EAR從2到12的范圍內(nèi)，而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在10000、11000和12000rpm，結(jié)論可以總結(jié)為：

— 使用jet-A時(shí)，燃燒室出口處的溫度值與文獻(xiàn)中的溫度值一致。

— 當(dāng)EAR增加時(shí)，燃燒效率值增加。

— 當(dāng)EAR增加時(shí)，壓降百分比值增加。

— jet-A的UHC和CO2排放百分比值隨著EAR值的增加而下降。

— 對(duì)于氫燃料，在10000rpm時(shí)獲得最大NOx值，jet-A燃料的最低NOx值發(fā)生在轉(zhuǎn)數(shù)為12000 rpm時(shí)。

— 所研究的燃燒室中的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速值不會(huì)影響UHC和CO2排放。

在這項(xiàng)研究中，當(dāng)氫氣與jet-A相比時(shí)，氫燃料的很多方面被認(rèn)為是優(yōu)越的。在壓降（15-30%），燃燒室出口溫度值（3-10%）和CO2以及未燃HC排放值（100%）方面，氫燃燒被認(rèn)為是有利的。就低EAR值下的NOx排放值而言，被認(rèn)為是有利的，但在高EAR值下被認(rèn)為是不利的。