-
آرشیو :
نسخه پاییز و زمستان 1401
-
کد پذیرش :
1246
-
موضوع :
مهندسی شیمی
-
نویسنده/گان :
| هومان روحانی، عباس خوشحال
-
زبان :
فارسی
-
نوع مقاله :
پژوهشی
-
چکیده مقاله به فارسی :
در این مقاله هدف شبیه‌سازی و مدلسازی محفظه احتراق موتور هواپیما با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت 2020 نسخه R2 بر اساس دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و معادلات ترمودینامیکی و قوانین حاکم بر آن به کمک شرایط مرزی بهمراه ارائه یک مدل بهینه‌شده با توانایی و کیفیت بسیار بالا می‌باشد . سوخت مورد استفاده ناشی از احتراق متلاطم در شبیه سازی محفظه موتور هواپیما گاز متان بوده که خواص مشابه سوخت جت (کروزن ) را دارا می‌باشد، ابعاد و اندازه‌های محفظه احتراق نیز مطابق با شکل واقعی و شرایط مرزی نیز شبیه حالت کارکرد موتور می‌باشدکه با توجه به نتایج حاصله از این شبیه‌سازی به کمک دیاگرام‌ها و اشکال بدست آمده میتوان مدلسازی را بکمک افزودن توربو فن‌ها، سنسورها، کنترولرهای هوشمند بهینه و دائماً مورد بازنگری قرار داده تا بتوان با توجه به شرایط موجود بهترین قدت موتور و بالاترین نیروی Trust بهمراه بالاترین راندمان را ایجاد نمود . با استفاده از این روش و استفاده ترکیبی از انواع محفظه‌های احتراق در موتور هواپیما، راندمان کارکرد سیستم میتواند در بهترین حالت تا 10 برابر مدل اولیه و یا بالاتر هم برسد.
در بخش مقدمه به 3 مورد مشابه در بخش "سابقه و پیشینه تحقیقات انجام شده در این زمینه" در خصوص کوره‌ها و توربینهای مولد انجام شده توسط محققین و دانشجویان اشاره می‌شود. نتایج حاصله از این تحقیق همانا کاهش آلایندگی - کاهش خوردگی سیستم و قطعات مصرفی - کاهش هزینه‌های بالای سرویس و نگهداری و آسان سازی تعمیر و نگهداری آن - کاهش اثرات نامطلوب بر محیط زیست - افزایش کیفیت کارکرد موتور - بالابردن ایمنی پرواز - بالابردن راندمان کار موتور هواپیما می‌باشد.
-
لیست منابع :
[1] M. Aghnia , M. Sedighi , Identify defects and optimize Micro-turbine combustion chamber numerically , Master’s Thesis in aerospace engineering , satari University of Science and Technology, (2014).
[2] H. Zeinivand , Investigation of reactive two phase flow behavior in a RQL combustor, fifth fuel and Combustion , Conference of Iran , Iran University of Science and Technology, (2013).
[3] M. Sedighi , M. Aghnia , V. Neisi , Numerical analysis of change Can-type Micro turbine’s combustor to annulartype , Thirteenth Conference of Iranian Aerospace Society, Tehran university, (2013).
[4] Maaz Ajvad , Hsin-Yi Shih , Modeling syngas combustion performance of a can combustor with rotating casing for an innovative micro gas turbine , Department of Mechanical Engineering, Chang Gung University, Taoyuan City, 33302, Taiwan, (2020).
[5] A. Zhang, and C. Bokil , A quasi-three-dimensional approach to simulate the two-phase fluid flow and heat transfer in condensers , International Journal of Heat Mass Transfer 40 (15) (1997) 3537–3546.
[6] P.J. Stopford, Recent applications of CFD modeling in the power generation and combustion industries , Applied Mathematical Modeling 26 (2) (2002) 351–374.
[7] A. Ong’iro , V.I. Ugursal , A.M. Al Taweel , and J.D. Walker, Modeling of heat recovery steam generator performance , Applied Thermal Engineering 17 (5) (1997) 427-446.
[8] R. Tanaka, and T. Hasegawa, Innovative technology to change flame characteristics with highly preheated air combustion , Proceeding of Japanese Flame Days, Osaka, Japan (1997) 129-150.
[9] S. Orsino, R. Weber, and U. Bollettini , Numerical simulation of combustion of natural gas with high-temperature air , Combustion Science and Technology 170 (1) (2001) 1–34.
[10] S. Lille, W. Blasiak , and M. Jewartowski , Experimental study of the fuel jet combustion in high temperature and low oxygen content exhaust gases , Energy 30 (2-4) (2005) 373–384.
[11] N. Schaffel , M. Mancini, A. Szlek , and R. Weber, Mathematical modeling of MILD combustion of pulverized coal , Combustion and Flame 156 (9) (2009) 1771-1784.
[12] R. Bradshow , T.Cebeel , and J.H. Whitelaw, Engineering Calculation Methods for Turbulent Flow , Academic Press, London, 1981.
[13] V.L. Zimont , Gas premixed combustion at high turbulence , Turbulent flame closure combustion model , Experimental Thermal and Fluid Science 21 (1-3) (2000) 179-186.
[14] C.M. Muller, H. Breitbach , and N. Peters, Partially premixed turbulent flame propagation in jet flames, Technical report in 25th Symposium on Combustion , The Combustion Institute, 1994.
[15] H. Rohani , he by Departement of Chemical Engneering ( M . Sc ) Process Design , CFD modeling of combustion process & design in a passenger plane engine , Payame Noor University North Tehran, (2021).
-
کلمات کلیدی به فارسی :
مدلسازی، دینامیک سیالات محاسباتی، احتراق، موتور هواپیما، توربو فن.
-
چکیده مقاله به انگلیسی :
In this article , the aim of simulation and modeling of aircraft engine combustion chamber using Ansys Fluent 2020 software version R2 based on computational fluid dynamics (CFD) and thermodynamic equations and governing laws with the help of boundary conditions along with capability and quality It is very high . The fuel used due to turbulent combustion in the simulation of the aircraft engine compartment is methane gas , which has similar properties to jet fuel (kerosene) . Paying attention to the results of this simulation with the help of diagrams and shapes obtained, the modeling can be optimized and constantly reviewed by adding turbofans , sensors , intelligent controllers to be able to have the best engine power and the highest trust power with the highest efficiency . Using this method and using a combination of combustion chambers in the aircraft engine , the operating efficiency of the system can reach up to 10 times the original model or higher at best .
In the introductory part , 3 similar cases are mentioned in the section "History and background of research in this field" regarding productive furnaces and turbines performed by researchers and students . The results of this study are the reduction of pollution - reduction of corrosion of system and consumable parts - reduction of high service and maintenance costs and ease of maintenance - reduction of adverse effects on the environment - increase the quality of engine operation - increase flight safety - increase engine efficiency The plane is .
-
کلمات کلیدی به انگلیسی :
Modeling , Computational fluid dynamics , Combustion , Plane engine , Turbo fan
- صفحات : 1-12
-
دانلود فایل
( 644.33 KB )
