محفظه احتراق توربین گاز بین کمپرسور و توربین قرار دارد و مجموعاً به عنوان یک موتور جهت سوزاندن سوخت و افزایش دمای هوای ورودی شناخته میشود. احتراق تقریباً در یک فشار ثابت انجام میشود. تمام محفظه احتراق توربینهای گاز با یک تابع و پایه مشخص کار میکنند. آنها دمای گازهای با فشار بالا را افزایش میدهند. محفظه احتراق توربینهای گازی درصد کمی (تقریبا10%) از هوای ورودی را جهت احتراق استفاده میکند و بیشتر هوای ورودی جهت خنککاری و اختلاط مورد استفاده قرار میگیرد. محفظه های احتراق جدید جهت خنک کاری از گردش بخار استفاده میکنند.
سرعت هوایی که کمپرسور را ترک میکند حدود 600-400 فوت بر ثانیه (تقریبا 183-122 متر بر ثانیه) میشود در حالی که سرعت داخل محفظه احتراق باید به زیر 50 فوت بر ثانیه (15.2 متر بر ثانیه) برسد. بنابراین هوای پر سرعت خروجی از کمپرسور را از دیفیوزر عبور میدهد تا سرعت آن کاهش یابد.
حتی با این سرعت پایین هوای داخل محفظه احتراق ، باید مراقب جدایش و حرکت جریان شعله به پایین دست بود. محفظه احتراق یک سیستم گرمایش با اشتعال مستقیم است که سوخت تقریبا در حالت استوکیومتری میسوزد (تقریبا با 1/3 یا کمتر از 1/3 هوای تامین شده توسط کمپرسور) سپس محصولات احتراق با هوای باقیمانده مخلوط می شود تا به یک دمای مناسب جهت استفاده توربینها برسد. شکل زیر روند پیشرفت محفظه احتراق (از ابتداییترین تا نوع توسعه یافته آن) را نشان میدهد.
روند پیشرفت محفظه احتراق از ابتدایی تا توسعه یافته
(شماره a) ساده ترین شکل محفظه ی احتراق را نشان میدهد. این سیستم یک محفظه ی مستقیم است که کمپرسور را به توربین متصل میکند. متأسفانه این طرح غیر عملی است زیرا افت فشار در اثر احتراق متناسب با مجذور سرعت جریان هوا است و سرعت جریان هوای خروجی از کمپرسور در حدود 150 متر برثانیه است. با چنین سرعتی افت فشار بسیار زیادی در محفظه دیده خواهد شد.
به همین منظور از یک دیفیوزر برای کاهش سرعت جریان ورودی استفاده می شود (شمارهb) حتی با وجود دیفیوزر و کاهش سرعت جریان هوا، هنوز هم سرعت جریان در محفظه در حدی است که از سرعت پیشروی شعله بیشتر است. برای آنکه شعله بتواند جریان هوا را احاطه کند از مکانیزم برگشت جریان (Flow reversal) استفاده میشود.
هدف از نصب بافل(Baffle)، (شمارهc) ایجاد ناحیه هایی است که بخشی از جریان پایین دست را که گرم است به بالا دست هدایت کند و باعث اشتعال بهتر مخلوط تازه ی سوخت و هوا شود و به این ترتیب شعله پایدار تشکیل میشود.
در طول دهه های اخیر، محفظه های احتراق توربین گاز به تدریج و پیوسته از نظر تکنولوژی پیشرفت کرده اند. در طول نیم قرن گذشته، فشار محفظه احتراق از 5 اتمسفر به 50 اتمسفر، دمای هوای ورودی به محفظه از 450 کلوین به 900 کلوین و دمای خروجی از ان از 1100 کلوین به 1850 کلوین رسیده است. امروزه محفظه های احتراق راندمانی بسیار نزدیک به 100% دارند و عمر آن ها از چند صد ساعت به ده ها هزار ساعت افزایش یافته است. از طرفی کاهش آلاینده های خروجی از موتور یه مسئله ای حیاتی تبدیل شده است، در حالی که در گذشته چندان اهمیت نداشت. در شکلزیر مولفه های یک محفظه احتراق توربین گاز نشان داده شده است.
شکل مولفه های یک محفظه احتراق توربین گاز
همچنین شکل زیر چگونگی جریان هوا و سوخت را به طور تقریبی بیان می کند.
چگونگی جریان هوا و سوخت
سلام میشه در مورد دیفیوزر بیشتر توضیح بدید و من متوجه شدم که دو دیفیوزر در این موتور های جت استفاده میشه یکی دیفیوزر اصلی که به کمپرسور متصله و یکی هم دیفیوزر هایی که روی خود لاینر متصل هستند وظیفه ی دیفیوزری که روی لاینر هست چیست؟…ممنون میشم جواب بدید..
سلام
اساسا کار دیفیوزر افزایش فشار هست، از طرفی احتراق سوخت در فشار بالا بهتر انجام میگیرد، دیفیوزر این افزایش فشار را در ابتدای محفظه احتراق تامین می کند
سلام.
عکس ها مربوط به کدوم کتابه؟
خوب است آرزوی توفیق روزافزون
خوب
سلامت وقت بخیر میخواستم بپرسم اگر یک سیستم داشته باشیم برای بالا بردن قدرت اشتعال و دما در موتورهای توربین گاز آیا میتوانند راهنمایی کنید کجا ارائه کنیم که مفید واقع بشه
سلام
ببخشید من یه سوال در زمینه ی احتراق داشتم ممکنه راهنمایی کنید ؟
در مورد موازنه ی سوخت با هوا
سلام
بله. در انجمن مطرح کنید تا پاسخ بدیم
سلام واقعا بحث عالیی رو آغاز کردین حال کردم