EnginSoft - Conference Abstracts

EnginSoft Users' Meeting 2007
Le Tecnologie CAE nell'Industria

Il ruolo del calcolo CFD e della cinetica chimica nello sviluppo di un sistema di combustione per microturbine

Anisimov Vyacheslav - Ansaldo Ricerche
Mori Giulio - Ansaldo Ricerche
Rio Roberto - Ansaldo Ricerche
Russo Carmine - Ansaldo Ricerche

Abstract

Si descrive l’utilizzo integrato del calcolo CFD e cinetico-chimico per lo sviluppo di un sistema di combustione per microturbine a gas adatto per essere alimentato anche con un gas ricco di idrogeno (syngas).

Le analisi CFD sono state introdotte con successo all’interno del processo di design e hanno consentito di verificare e ottimizzare il sistema di raffreddamento del liner con l’obiettivo di ridurre le emissioni prodotte dalla fiamma.

Il modello di combustione è stato adattato alle condizioni operative specifiche dei cicli delle microturbine a gas rigenerati, caratterizzati da una temperatura dell’aria più elevata rispetto ai cicli Joule standard. A riguardo, alcuni modelli globali disponibili in letteratura sono stati messi a confronto mediante una procedura che utilizza strumenti di calcolo cinetico-chimici dettagliati. Due meccanismi completi sono stati selezionati, rispettivamente per le condizioni di prova atmosferiche di prova e per le condizioni operative di funzionamento. L’effetto della dissociazione delle specie chimiche ad elevata temperatura è stato introdotto mediante l’adozione di curve modificate del calore specifico.

Allo scopo di analizzare le emissioni nel caso di alimentazione a syngas, è stato utilizzato uno strumento di calcolo proprietario di Ansaldo Ricerche basato su network di reattori cinetico-chimici (CRM); la selezione delle zone di reazione è svolta mediante analisi Fluent svolte in condizioni assilsimmetriche.

Infine, le previsione delle emissioni CFD e CRM è stata validata mediante il confronto con la sperimentazione a caldo, svolta presso il laboratorio di combustione di Ansaldo.


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