Nuove scoperte sul raffreddamento dei combustori nei motori a miscela povera
I combustori delle moderne turbine a gas utilizzano speciali piastrelle per proteggere le pareti dai gas caldi. Tuttavia, i motori di nuova generazione che utilizzano una miscela più diluita di carburante presentano valori di pressione e di temperatura più elevati. In questo caso, è necessario ridurre la quantità di aria utilizzata per il raffreddamento delle pareti allo scopo di ottimizzare il flusso d’aria nell’iniettore di combustibile. Per far ciò, è necessario utilizzare contemporaneamente un sistema di raffreddamento a effusione sul lato caldo e un sistema di separazione a urto tramite raffreddamento sul lato freddo delle piastrelle. Il progetto NEWSMILE (Near-wall simulations and measurements in lean-burn engines), finanziato dall’UE, ha fornito dati di misurazione in grado di migliorare il livello di precisione dei modelli attualmente disponibili relativi alla temperatura e alle sollecitazioni termiche delle pareti. L’obiettivo dei ricercatori consisteva nell’analisi sperimentale dell’interazione tra il raffreddamento a velo fluido e i vortici di fiamme attraverso l’adozione di metodi avanzati di diagnostica laser. L’adozione di tecniche basate sulle condizioni al contorno del combustore e sulla geometria delle piastre di raffreddamento a effusione ha consentito di riprodurre importanti caratteristiche dei combustori dei motori degli aeromobili reali. Gli scienziati hanno registrato dati importanti sulla temperatura delle pareti e dei gas, nonché sul campo di flusso turbolento, che include l’area vicina alla piastra di raffreddamento a effusione. Sono state anche studiate le proprietà in termini di radiazione delle piastrelle del combustore, che includono le stime dei valori medi di emissività e di assorbività a diverse temperature. Queste informazioni sono state utilizzate allo scopo di condurre nuove analisi e convalide dei risultati ottenuti mediante vari metodi computazionali. Il progetto NEWSMILE ha fornito dati importanti per la progettazione di combustori di motori a miscela povera più rispettosi dell’ambiente.
Parole chiave
Combustore, motori a miscela povera, raffreddamento a effusione, separazione a urto tramite raffreddamento, NEWSMILE
