燃用氫氣的氣輪機燃燒室的數值分析

近年來，考慮到傳統燃料在不久的將來會有用盡的危險，并且這些燃料會危害環境，人們一直在尋找替代燃料。因此，在這項研究中研究了氫氣作為替代燃料的可用性，且在噴射A燃料的燃氣渦輪發動機的管式燃燒室中進行了研究。為此，進行了羅爾斯·羅伊斯內渦輪噴氣發動機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量比（EAR）下的數值研究。燃燒室中的溫度分布、燃燒效率、壓降和速度變化已經在燃燒室中的1480kW（10000rpm）、2290kW（11000rpm）和 2980kW（12000rpm）熱功率下進行了數值分析。RNG k-湍流和渦動耗散燃燒模型已被用于具有旋流的二維軸對稱幾何。

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值時是不利的。

對噴氣式A，B型燃氣輪機燃燒室的數值分析后，當EAR從2到12的范圍內，而發動機轉速在10000、11000和12000rpm，結論可以總結為：

— 使用jet-A時，燃燒室出口處的溫度值與文獻中的溫度值一致。

— 當EAR增加時，燃燒效率值增加。

— 當EAR增加時，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。

— 對于氫燃料，在10000rpm時獲得最大NOx值，jet-A燃料的最低NOx值發生在轉數為12000 rpm時。

— 所研究的燃燒室中的發動機轉速值不會影響UHC和CO2排放。

在這項研究中，當氫氣與jet-A相比時，氫燃料的很多方面被認為是優越的。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，氫燃燒被認為是有利的。就低EAR值下的NOx排放值而言，被認為是有利的，但在高EAR值下被認為是不利的。