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문제 정의
- 본 연구에서는 국내에서 운용하고 있는 건식 저 NOx 발전용 가스터 빈(GE7F 모델)의 연소기를 대상으로 연소모드 변환과정에서 서로 다른 연료분사 노즐에서의 연료분사량을 1차원 비정상상태로 해 석하여 상용 CFD 코드에서 비정상3차원 해석을 위한 경계조건으로 입력하는 기법을 개발하였다. 이러한 1차원 비정상 해석과 3차원 해석을 병행하는 방법은 기본적으로 엔진 사이클을 비정상 상태로 해석해야 하는 내연기관의 연소해석에 많은 적용이 예상되며, 왕복동 엔진의 배기소음해석7-8) 등에 이러한 기 법 이 일부 사용되고 있다.
- 본 연구에서 개발된 전산해석 기법을 발전용 가스터빈 연소해석에 적용하여 연소모드 전환전후의 연소기 내부 유동, 온도분포 및 고온부를 예측하여 연소모드 변환전후에 가스터 빈의 연소상태를 비교 분석하였다. 특히 본 전산해석에서는 가스터빈 연 소기의 연료노즐 형상, 공기와 연료의 혼합을 위한 스월 베인 형상, 라이너 벽에 있는 냉각공기 구멍들 의 세부적인 3차원 형상을 고려하여 이들의 형상 변 경 이 연소기 내부유동이나 온도분포에 미치는 영향을 파악할 수 있도록 하였다.
가설 설정
- 073 kg/sec 이다. Fig. 2에 표시 된 냉각공 기 구멍들과 연료노즐을 통과하는 공기량은 총 공 기 량이 유로단면 적 에 비 례하여 분배되는 것으로가 정하여 계산경계조건을 설정하였다.
- Ri 를 구하기 위해서 Finite rate chemistry 모델을 사용하였다. 가스터빈 연소기에서의 연료는 순수한 메탄으로 가정하여 화학종은 CH4, O2, CO2, CO, H2O, N2의 6종류를 고려하여 다음과 같이 2단계의 연소가 일어나는 것으로 해석하였다.
- 비정상 과정의 수치해석 방법으로는 완 전 1차 implicit 차분법을 사용하였다. 복사에 의한 열전달 해석을 위해서는 P-1 근사법'을 적용하였으며, 평균 흡수계수는 0.2n「로 일정하게 가정하였다. 전산해석에는 상용의 FLUENT 6.
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