طراحي آزمونگر محفظه احتراق توربين گاز و آزمايش محفظه نمونه در شرايط اتمسفريك

Designing a Gas Turbine Combustor Test Rig and Testing a Sample Combustor at Atmospheric Conditions

در اين مقاله، به طراحي و ساخت آزمونگر محفظه احتراق توربين گاز و آزمايش محفظه نمونه در شرايط اتمسفريك پرداخته شده است. از اين آزمونگر مي توان به منظور بررسي اثر تغييرات هندسي بر روي عملكرد محفظه احتراق، استخراج نقشه اشتعال پذيري و پايداري، بررسي تركيب گازهاي خروجي، توزيع دماي گازهاي خروجي و دماي جداره محفظه استفاده كرد. آزمونگر ساخته شده، قادر به آزمايش محفظه احتراق تا حداكثر دبي هوا 800 مترمكعب بر ساعت بوده و قابليت پيش گرم كردن هواي ورودي به محفظه تا حداكثر دماي 1000 كلوين را دارد. اين آزمونگر قادر به انجام آزمايش با انواع سوخت هاي مايع، گاز طبيعي و LPG است. يك قطاع تك انژكتوره محفظه احتراق حلقوي در مقطع آزمون نصب شده است. محفظه در شرايط اتمسفريك و دبي هوا و دبي سوخت مختلف آزمايش شده است. نتايج بيانگر آن است كه دماي گازهاي خروجي از محفظه احتراق به صورت غيرخطي با افزايش نسبت سوخت به هوا افزايش مي يابد. با استفاده از مدل يك بعدي، دماي خروجي از محفظه احتراق پيش بيني شده و با نتايج تجربي مقايسه شده است. مدل مذكور روند تغيير دماي خروجي از محفظه احتراق را به خوبي پيش بيني مي كند.

In this paper، the design and construction of a gas turbine combustor test rig and the experimental results of a sample combustor sector at atmospheric conditions are described. This test rig can be used to evaluate the effects of geometric variations on the performance of the combustion chamber. Flammability، stability and ignition maps، exhaust gas composition and temperature profile، and liner wall temperature can be studied. This rig has the potentiality of performing combustion tests with maximum air flow rate of 800m3/h and preheated air up to 1000K، as well as different types of liquid or gas fuels. A single swirler sector of an annular combustor is tested at different air and fuel mass flow rates. The results show that the exhaust gas temperature has a non-linear corelation with the fuel to air ratio. Using a one-dimensional model، the exhaust temperature of the combustion chamber is predicted and compared with the experimental results. The model results show good agreement with the experimental results