Le metodologie di progettazione dei combustori aeronautici prevedono ormai ampio uso di tecniche CFD per la simulazione fluidodinamica del flusso dei gas in domini geometrici complessi. Dovendo rappresentare l’intero processo di combustione, i modelli di calcolo devono essere in grado di considerare e simulare i differenti fenomeni fisici coinvolti, dall’aerodinamica al miscelamento fino alla generazione di calore.
Con l’avvento delle tecnologie di combustione Low Emissions, la preparazione del combustibile nei condotti di miscelamento ha assunto un ruolo significativo ai fini della generazione di inquinanti. In particolare i modelli di atomizzazione e successiva evaporazione del combustibile all’interno di una miscela povera, a monte del fronte di fiamma, costituiscono i fattori chiave nella corretta simulazione sia del profilo di fiamma sia di quello degli ossidi di azoto risultanti.
In questo scenario AVIO S.p.A ha definito un piano di sviluppo della modellistica numerica finalizzato all’acquisizione di tecnologie CFD affidabili per simulare le performance dei combustori aeronautici a basse emissioni. A tale scopo i modelli risultanti saranno oggetto di verifica tramite il confronto con i dati sperimentali forniti dalle campagne di prova in corso presso banchi prova nazionali ed europei.
In questo lavoro viene presentato il piano e lo status dello sviluppo numerico di un iniettore lean premixed (LP), i cui processi iniezione del combustibile, miscelamento e la successiva combustione sono stati implementati tramiti l’impiego del codice CFX 11.0.
In particolare, l’impiego del particle break-up model ha permesso di rappresentare l’atomizzazione secondaria del combustibile al lip del sistema di iniezione, considerando quindi l’influenza del numero di Weber e delle azioni aerodinamiche nell’intorno delle zone di iniezione.
Il dominio di calcolo considerato corrisponde al volume reale del banco prova attualmente in fase di allestimento. I risultati di calcolo qui presentati saranno quindi a breve oggetto di verifica sperimentale per la necessaria validazione del codice e dei modelli utilizzati. |
