دانشگاه کاشان مهندسی و مدیریت انرژی 2345-2951 6 3 2023 01 29 Combustion of Biomass Particles in a Small Scaled CHP Unit احتراق ذرات سوخت زیست‌توده در یک واحد تولید همزمان توان و حرارت مقیاس کوچک 56 63 113397 FA سید علیرضا مصطفوی گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک،ایران محمد شیرازی دانشگاه آزاد اسلامی، واحداراک،اراک،ایران Journal Article 2023 01 29 Increasing energy cost and reduction of fossil fuel resources have been resulted in increasing demand of renewable energy, such as micro biomass particles in small scale Stirling engines to generate combined heat and power. In such Stirling engines, biomass particles are burnt in external combustion chamber and then, the generated heat is transferred to the working fluid of the engine cycle. Therefore, combustion of fine particle plays basic role in operation and effectiveness of these Stirling engines. Simulation of combustion chambers of those engines using computational fluid dynamics, as a first step of engine design, can reveal more insight to optimization process. In this study, combustion chamber of 55 kW combined heat and power Stirling engine has been simulated and the effects of some parameter have been investigated. The numerical results show good agreement with experiments. Increasing secondary air mass flow rate yields hotter flue gas and higher Stirling engine efficiency. The smaller particles yield to more evaporation and combustion rate of particles which cause to increase outlet temperature. Increasing particle injection velocity causes to decrease burning rate of particle, because some particles leave out the combustor before evaporation and burning. به‌منظور افزایش قیمت انرژی و کاهش ذخایر سوخت‌های فسیلی، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر چون ذرات ریز زیست‌توده در واحدهای کوچک تولید همزمان برق و گرما در موتور استرلینگ توسعه یافته است. در این واحدها سوخت زیست­توده در یک محفظۀ احتراق خارجی سوخته و حرارت آن به سیال عامل سیکل استرلینگ داده می‌شود. ازاین‌رو فرایند احتراق ذرات نقش بسزایی در عملکرد سیکل استرلینگ داشته و شبیه‌سازی این گونه محفظه‌های احتراق به کمک دینامیک سیالات محاسباتی می‌تواند در بهینه‌سازی محفظۀ احتراق مفید بوده و اولین گام در طراحی این موتورها باشد. در این تحقیق، محفظۀ احتراق یک موتور استرلینگ مربوط به یک واحد تولید همزمان برق و حرارت با توان تولید برق 55 کیلووات شبیه‌سازی شده و تأثیر پارامترهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که تطابق خوبی بین نتایج و مشاهدات تجربی وجود دارد و با افزایش مقدار هوای ثانویه به میزان مشخصی می‌توان دمای گازهای خروجی را برای افزایش بازده موتور استرلینگ به میزان قابل ملاحظه‌ای افزایش داد. کاهش قطر ذرات احتراقی باعث افزایش تبخیر ذرات و نرخ احتراق شده، دما در خروجی را افزایش می‌دهد. افزایش میزان سرعت به هنگام تزریق ذره در ورودی میزان سوزش ذره احتراقی را کاهش داده چون مقداری از آن بدون سوزش کامل محفظه را ترک می‌کنند. https://energy.kashanu.ac.ir/article_113397_d50fd579acec39d075d581cc151216a1.pdf