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Optimization of Gas Turbine Cooling Hole Ramp Configuration via Multi-Fidelity AI/ML Model

Descrizione del progetto

Tecnologia di raffreddamento per turbine a idrogeno gassoso

Le turbine a gas sono ampiamente utilizzate nella generazione di energia, nell’aviazione e nei processi industriali e svolgono un ruolo fondamentale nell’economia europea. Nonostante il loro potenziale, dipendono fortemente dai combustibili fossili. Per raggiungere l’obiettivo climatico dell’UE per il 2030 di ridurre le emissioni di gas a effetto serra del 55 % e di raggiungere la neutralità climatica entro il 2050, le turbine a idrogeno gassoso offrono un’alternativa più pulita. Tuttavia, l’idrogeno brucia a temperature più elevate rispetto ad altri combustibili, ponendo problemi di raffreddamento delle pale delle turbine. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto OURLEM migliorerà il raffreddamento a film, una tecnica che inietta aria fredda sulle superfici delle turbine. Per migliorare l’efficacia del raffreddamento a film verranno utilizzate strutture additive, come rampe, in prossimità dei fori di raffreddamento.

Obiettivo

Gas turbines play several important roles in Europe, contributing to various sectors of the economy. According to the Polaris Market report, the global gas turbine market was valued at 22.25 billion USD in 2021 and is expected to grow at a CAGR of 6.3% till 2030. At this huge global market size, since fossil fuels are burned in gas turbines, they release greenhouse gases, including CO2. Based on the 2030 EU Climate Target Plan, sets Europe on a responsible path to becoming climate neutral by 2050, greenhouse gas emissions should be cut by at least 55% by 2030. Hydrogen gas turbines offer several advantages over fossil fuels, making them an attractive option for clean and sustainable energy generation (zero emissions), helping to face climate change, and reducing air pollution. However, hydrogen burns at a higher temperature compared to other fuels, which poses challenges for turbine blade cooling and requires an efficient cooling technique to maintain blade integrity. Film cooling, by injecting cold air at discrete locations over the exposed surfaces through holes and slots, is one of the available technologies. Additive structures, such as ramps, near the exit of the cooling hole geometry can be used to improve the film-cooling effectiveness, thus increasing the gas turbine efficiency. The geometrical configuration of the upstream ramp can significantly affect the cooling effectiveness on the surface and the mixing between coolant and mainstream. Therefore, the ramp configuration should be carefully designed. In this project, this goal will be achieved through a multidisciplinary optimization approach, based on the combination of experiments and high-fidelity Large Eddy Simulations, making use of Artificial Intelligence and Machine Learning approaches. The outcome of the project will be an optimization tool and an optimized ramp to be applied on the cooling hole and expected to result in better thermal efficiency in the gas turbines and lower fuel consumption.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI BERGAMO
Contributo netto dell'UE
€ 209 483,28
Indirizzo
VIA SALVECCHIO 19
24129 Bergamo
Italia
Regione
Nord-Ovest Lombardia Bergamo
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato