Zubożona i czystsza mieszanka – lepsze modele konstrukcji komory spalania Dzięki inicjatywie UE możliwe jest dokładne i wiarygodne prognozowanie emisji pochodzących z systemów spalania działających na zubożonej mieszance. Transport i mobilność Zmiana klimatu i środowisko Technologie przemysłowe © Andrey Khachatryan, Shutterstock Systemy spalania zubożonej mieszanki zapewniają znaczne korzyści dzięki redukcji emisji tlenków azotu (NOx). Jednak emisje tlenku węgla, niespalonych węglowodorów i sadzy ograniczają działanie komory spalania w różnych warunkach. Inżynierowie nie są w stanie wiarygodnie przewidzieć rodzaju i ilości emisji spalin, co utrudnia stworzenie bardziej ekologicznej i opłacalnej konstrukcji. Ten problem starano się rozwiązać w ramach projektu DREAMCODE (Development of reliable emission and atomization models for combustor design). Jego celem było stworzenie metod obliczeniowych, które można zastosować podczas projektowania niskoemisyjnych komór spalania. Na początku partnerzy projektu opracowali i doprecyzowali szczegóły mechanizmów reakcji dla surogatów paliwa lotniczego, opisując skomplikowane procesy utleniania paliwa i tworzenia się emisji. Nowy mechanizm okazał się skuteczny w wielu testowanych przypadkach, umożliwiając znacznie lepsze przewidywanie emisji prekursorów NOx i sadzy. Naukowcy opracowali również wielozmienne modele sadzy, które znacznie ułatwią opisywanie złożonych zjawisk fizycznych i chemicznych związanych z tworzeniem się sadzy, a także ulepszone modele statystyczne. Ponadto opracowano metody chemiczne w celu uwzględnienia szczegółowych modeli chemicznych w obliczeniach z zakresu obliczeniowej mechaniki płynów. Zespół stworzył modele rozpadu strugi paliwa w celu przewidzenia rozkładu paliwa w komorze spalania, co ma ogromny wpływ na emisje spalin. Na koniec przeprowadzono dokładne symulacje hydrodynamiki cząstek, umożliwiające naukowcom zrozumienie rozkładu paliwa. Te nowe spostrzeżenia wykorzystano do opracowania modelu wtryskiwania, za pomocą którego można przewidzieć rozkład wielkości kropelek. Rezultaty projektu DREAMCODE umożliwią twórcom silników lotniczych stworzenie silnika z komorą spalania o niższych poziomach emisji oraz zmniejszenie liczby kosztownych i czasochłonnych testów eksperymentalnych. Dzięki uzyskaniu przewagi nad globalnymi konkurentami europejski przemysł silników lotniczych zapewni nowe miejsca pracy i przyniesie korzyści dla gospodarki UE, umożliwiając szybsze wprowadzanie nowych rozwiązań ekologicznych. Słowa kluczowe Konstrukcja komory spalania, emisje, zubożona mieszanka, spalanie, DREAMCODE, silnik lotniczy
