Аналіз можливостей використання детальних кінетичних механізмів горіння амміаку для прогнозування характеристик камери згоряння ГТД

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorСербін Сергій Іванович
dc.contributor.authorЛичко Богдан Михайлович
dc.contributor.authorКолесников Анатолій Борисович
dc.contributor.authorSerbin Serhiy I.
dc.contributor.authorLychko Bohdan M.
dc.contributor.authorKolesnykov Anatolii B.
dc.date.accessioned2025-05-14T10:19:28Z
dc.date.available2025-05-14T10:19:28Z
dc.date.issued2025
dc.descriptionСербін, С. І. Аналіз можливостей використання детальних кінетичних механізмів горіння амміаку для прогнозування характеристик камери згоряння ГТД = Evaluation of detailed kinetic mechanisms for ammonia combustion in predicting gas turbine combustion chamber performance / С. І. Сербін, Б. М. Личко, А. Б. Колесников // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2025. – № 1 (20). – С. 27–36.
dc.description.abstractРоботу спрямовано на дослідження можливостей використання аміаку в якості палива в декарбонізованих гібридних енергетичних системах, що містять газотурбінні двигуни, з нульовими викидами вуглецю. Метою є прогнозування емісійних характеристик камери згоряння газотурбінного двигуна, що працює на аміаку, з використанням детальних кінетичних механізмів його горіння. В якості об’єкта дослідження вибрано робочі процеси в камері згоряння газотурбінного двигуна, що працює на газоподібному аміаку. Для точного прогнозування характеристик камери згоряння, що працює на аміаку, застосовано підхід, у межах якого камера згоряння газотурбінного двигуна розглядається як набір хімічних реакторів, які описують основні фізико-хімічні перетворення в різних частинах жарової труби. Розроблено модель камери згоряння, що працює на газоподібному аміаку, в якій окремі реактори відповідають за моделювання первинної зони, де проходять основні хімічні реакції пального, і зони змішування вторинного повітря з основним потоком газів після реакції. Основою математичної моделі є розв’язання системи рівнянь збереження маси та енергії для хімічно реагуючого середовища. В якості кінетичних схем горіння газоподібного аміаку в камері згоряння високофорсованого газотурбінного двигуна використано чотири механізми високотемпературного окиснення аміаку, які містить у собі від 71 до 286 хімічних реакцій. Отримано нові дані про процеси поширення полум’я аміаку в високофорсованій камері згоряння газотурбінного двигуна, розподіли температури та концентрацій стабільних компонентів на виході паливоспалюючого пристрою при використанні різних хімічних механізмів. Розрахунки робочого процесу камери згоряння проведено для тиску 2,0 МПа та варіюванні коефіцієнта надлишку повітря від 2,36 до 3,55. Показано залежності емісії токсичних компонентів від витрати аміаку через камеру згоряння. Результати роботи можуть бути використані при практичній розробці камер згоряння газотурбінних двигунів для декарбонізованих гібридних енергетичних систем.
dc.description.abstract1The study focuses on exploring the potential use of ammonia as a fuel in decarbonized hybrid energy systems incorporating gas turbine engines with zero carbon emissions. The objective is to predict the emission characteristics of a gas turbine engine combustion chamber operating on ammonia by employing detailed kinetic mechanisms of its combustion. The research object is the operating processes in the combustion chamber of a gas turbine engine fueled by gaseous ammonia. For accurate prediction of combustion chamber characteristics operating on ammonia, an approach was applied wherein the gas turbine engine’s combustion chamber is modeled as a set of chemical reactors describing the key physicochemical transformations in various parts of the combustion liner. A combustion chamber model was developed for operation on gaseous ammonia, where individual reactors simulate the primary zone, where the main chemical reactions of the fuel occur, and the zone of secondary air mixing with the main gas stream after the reactions. The mathematical model is based on solving a system of mass and energy conservation equations for chemically reacting media. As kinetic schemes for ammonia combustion in the combustion chamber of a high-performance gas turbine engine, four mechanisms of high-temperature ammonia oxidation were used, comprising 71 to 286 chemical reactions. New data were obtained on the processes of flame propagation in the high-performance combustion chamber of a gas turbine engine, as well as on the temperature distributions and concentrations of stable components at the outlet of the burning device using various chemical mechanisms. Calculations of the combustion chamber’s operating process were performed for a pressure of 2.0 MPa and an air excess ratio variation from 2.36 to 3.55. The dependencies of toxic emissions on ammonia flow through the combustion chamber were demonstrated. The results of this work can be applied in the practical development of combustion chambers for gas turbine engines in decarbonized hybrid energy systems.
dc.identifier.issn2409-3858 (Print)
dc.identifier.issn2519-1845 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/10395
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseriesУДК; 621.45.034
dc.subjectгазотурбінний двигун
dc.subjectкамера згоряння
dc.subjectдекарбонізація
dc.subjectаміак
dc.subjectемісія токсичних компонентів
dc.subjectgas turbine engine
dc.subjectcombustion chamber
dc.subjectdecarbonization
dc.subjectammonia
dc.subjectemission of toxic components
dc.titleАналіз можливостей використання детальних кінетичних механізмів горіння амміаку для прогнозування характеристик камери згоряння ГТД
dc.title.alternativeEvaluation of detailed kinetic mechanisms for ammonia combustion in predicting gas turbine combustion chamber performance
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Serbin.pdf
Розмір:
1.5 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 1 (20) 2025