Skip to main content
European Commission logo print header

Modelling of unsteady combustion in low emission systems

Article Category

Article available in the following languages:

Czysta konstrukcja

Zanieczyszczenia są jednym z głównych problemów konstruktorów silników. Aby ulepszyć zaawansowane modele spalania w silnikach lotniczych i ustalić, jaki wpływ mają warunki spalania na zanieczyszczenia pyłowe, w ramach projektu MUSCLES opracowano techniki pomiarowe wykorzystujące laser.

Technologie przemysłowe icon Technologie przemysłowe

Bezpieczne, niezawodne i czyste działanie silników spalinowych wewnętrznego spalania zależy w dużej mierze od nadzorowania procesu mieszania się powietrza i paliwa przed uruchomieniem zapłonu. Ta mieszanina nie tylko wpływa na proces spalania, ale, co ważne, na wytwarzanie zanieczyszczeń i uwalnianie niespalonych węglowodorów (HC). Wyzwaniem dla projektantów jest znalezienie kompromisu między wysokimi współczynnikami sprężania potrzebnymi do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla a ubogim spalaniem w strefach niskiej temperatury zmniejszającym emisję tlenków azotu. Zaawansowane metody symulacji wielkowirowej LES (Large Eddy Simulation) doprowadziły do postępu w próbach modelowania niestabilności występujących podczas spalania i rozwiązania problemu tych sprzecznych wymagań. Podczas trwania projektu MUSCLES często korzystano z diagnostyki laserowej w celu zgromadzenia nowych danych eksperymentalnych i sprawdzenia poprawności działania tych narzędzi do symulacji wydajności. Partnerzy projektu z Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée używali fluorescencji wyzwalanej promieniem lasera (LIF, Laser-induced fluorescence) w szczególności do pomiarów temperatury w kropelkach paliwa. Podczas pojedynczego impulsu laserowego, który zwykle trwa kilka nanosekund, możliwe było zeskanowanie kropelek paliwa o rozmiarach poniżej jednego milimetra. Konkretniej, w celu oszacowania zmian temperatury w dostatecznie małych objętościach paliwa wykorzystano intensywność fluorescencji organicznego barwnika rozpuszczonego w paliwie uzyskiwaną w przypadku dwóch różnych kolorów. Chociaż objętość parujących kropelek paliwa radykalnie się zmienia, ta technika charakteryzuje się wystarczająco krótkim czasem reakcji do przeprowadzenia dokładnych pomiarów temperatury. W celu usprawnienia tej techniki pomiarowej tak, aby mogła zostać zastosowana w silnikach lotniczych w warunkach rzeczywistych, włączono do niej również pomiary średnicy kropelek. Jednak należy przeprowadzić dalsze prace badawcze przed opracowaniem trójwymiarowych map temperatury rozpylonych paliw lotniczych, takich jak nafta, w komorze spalania.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania