Особливості робочого процесу в гібридній камері згоряння газотурбінного двигуна, що працює на аміаку
| dc.contributor.author | Сербін, С. І. | |
| dc.contributor.author | Колесников А. Б. | |
| dc.contributor.author | Serbin Serhiy I. | |
| dc.contributor.author | Kolesnykov Anatolii B. | |
| dc.date.accessioned | 2023-10-30T08:30:45Z | |
| dc.date.available | 2023-10-30T08:30:45Z | |
| dc.date.issued | 2023 | |
| dc.description | Сербін, С. І. Особливості робочого процесу в гібридній камері згоряння газотурбінного двигуна, що працює на аміаку = Features of the working process in a hybrid combustion chamber of an ammonia-fueled gas turbine engine / С. І. Сербін, А. Б. Колесников // Зб. наук. пр. НУК. – Миколаїв : Гельветика, 2023. – № 2–3 (491–492). – С. 66–74. | |
| dc.description.abstract | Потреба зменшення впливу енергетики на навколишнє середовище вимагає розробки декарбонізованих систем, які не використовують вуглецю, а також визначення оптимальних параметрів для їх роботи. Метою роботи є з’ясування особливостей організації робочого процесу камери згоряння газотурбінного двигуна, що працює на газоподібному аміаку. В якості об’єкта дослідження вибрано термодинамічні та газодинамічні процеси в гібридній газотурбінній камері згоряння з частковим перемішуванням компонентів поза зоною горіння. Для прогнозування аеродинамічної структури хімічно реагуючих потоків в камері згоряння, що працює на аміаку, використано метод тривимірного моделювання. Запропонована математична модель заснована на рівняннях нерозривності, збереження кількості руху, збереження енергії, переносу хімічних компонентів суміші, а також рівняннях, що описують характеристики турбулентності закручених потоків. Для проведення розрахунків процесів окиснення аміаку в камері згорання газотурбінного двигуна застосована модель горіння Eddy-Dissipation-Concept (EDC), що враховує взаємодію кінетики і турбулентності. Для розрахунку кінетичних аспектів високотемпературного горіння аміаку в повітрі запропоновано використати хімічну схему з 71 реакцію з 22 компонентами, яка може бути застосована в широкому діапазоні температур, тисків і коефіцієнтів надлишку повітря. Запропоновано конструктивну схему камеризгоряння, що працює на газоподібному аміаку. Розглянуто особливості організації робочого процесу в камері згоряння з частковим перемішуванням компонентів поза зоною горіння при тепловій потужності 1,0 МВт. Проведено тривимірні CFD розрахунки енергетичних і емісійних характеристик камери згоряння, що працює на аміаку. Показано можливість повного вигоряння аміаку в об’ємі паливоспалюючого пристрою при умові ефективного закручення первинного повітря. Отримані результати можуть бути використані при розробці камер згоряння газотурбінних двигунів для декарбонізованих систем енергетики, в тому числі з паливними елементами. | |
| dc.description.abstract1 | The need to reduce the impact of energy on the environment requires the development of decarbonized systems that do not use carbon, as well as the determination of optimal parameters for their operation. The purpose of the work is to establish the features of the organization of the working process of the combustion chamber of a gas turbine engine that operates on gaseous ammonia. The thermodynamic and gas dynamic processes in a hybrid gas turbine combustion chamber with partial mixing of components outside the combustion zone were chosen as the object of study. To predict the aerodynamic structure of chemically reacting flows in the ammonia-burning combustion chamber, a three-dimensional modeling method was used. The proposed mathematical model is based on the equations of continuity, conservation of momentum, conservation of energy, transport of chemical components of the mixture, as well as equations that describe the characteristics of the turbulence of swirled flows. The Eddy-Dissipation-Concept (EDC) combustion model was used to calculate the oxidation processes of ammonia in the gas turbine engine combustion chamber, which takes into consideration the interaction of kinetics and turbulence. To calculate the kinetic aspects of high-temperature ammonia combustion in air, a chemical scheme with 71 reactions and 22 components is proposed, which can be used over a wide range of temperatures, pressures, and excess air coefficients. A designed scheme of a combustion chamber operating on gaseous ammonia is proposed. The features of the organization of the working process in the combustion chamber with partial mixing of components outside the combustion zone at a thermal power of 1.0 MW are considered. Three-dimensional CFD calculations of energy and emission characteristics of the ammonia-burning combustion chamber are carried out. The possibility of complete ammonia combustion in the volume of the fuel-burning device with effective swirling of primary air is demonstrated. The results obtained can be used in the development of combustion chambers of gas turbine engines for decarbonized energy systems, including fuel cells. | |
| dc.identifier.issn | 2311-3405 (Print) | |
| dc.identifier.issn | 2313-0415 (Online) | |
| dc.identifier.uri | https://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/7305 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.relation.ispartofseries | УДК; 621.45.034 | |
| dc.title | Особливості робочого процесу в гібридній камері згоряння газотурбінного двигуна, що працює на аміаку | |
| dc.title.alternative | Features of the working process in a hybrid combustion chamber of an ammonia-fueled gas turbine engine | |
| dc.type | Article |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 4.38 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: