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ThermoacOustic instabilities contRol in sequential Combustion cHambers

Descrizione del progetto

Rafforzare le prestazioni delle camere di combustione sequenziali di nuova generazione

Le turbine a gas con combustione sequenziale sono un nuovo tipo di tecnologia di turbina a gas che offre una flessibilità operativa senza pari e un’efficienza molto elevata del ciclo combinato su una vasta gamma di carico, con basse emissioni. L’architettura delle camere di combustione sequenziali consente la combustione di idrogeno fornito dalle tecnologie di gas da elettricità che può essere impiegata in reti future di energia sostenibile. Il progetto TORCH, finanziato dall’UE, intende sviluppare innovative tecnologie di controllo attivo e passivo per evitare instabilità termoacustiche dannose all’interno di queste camere di combustione di turbine a gas. Le attività del progetto includeranno lo sviluppo di metamateriali con uno smorzamento acustico di banda larga in ambienti difficili, nonché la distribuzione del plasma per rafforzare coerentemente l’autoaccensione.

Obiettivo

A new type of combustor architecture for large gas turbines has emerged in recent years: sequential combustion systems operated at constant pressure. This major technology change results from the need for more operationally and fuel flexible gas turbines, for future sustainable energy networks. As for regular gas turbines, the risk of combustor breakdown due to thermoacoustic instabilities is a major challenge. While the harmful consequences of these instabilities in novel sequential combustors can be as dramatic as in conventional systems, the associated physics is considerably complexified, because the two flames not only “talk” together via sound waves, but also via entropy waves. Our aim is to propose, investigate and develop novel active and passive control technologies, tailored for this new generation of combustors, in order to suppress their thermoacoustic instabilities. It brings significant scientific challenges in fluid mechanics, acoustics, combustion, nonlinear dynamics and control theory. We will address the problem of controlling these instabilities on two unexplored fronts: First, we intend to significantly move forward the state-of-the-art in passive control of combustion instabilities, by creating acoustic metamaterials with unprecedented acoustic damping properties, and capable of long term operation in harsh environments. Second, we plan to address scientific challenges, required to successfully achieve active combustion control in sequential combustors, by distributing non-equilibrium plasma discharges to locally and dynamically enhance the autoignition chemistry. To achieve these ambitious goals, a combination of experimental, numerical and theoretical methods will be applied with the aim to ultimately establish the potential and limitations of these novel technologies. This research deals with new areas in the field of thermoacoustics, and builds upon the PI’s scientific expertise in combustion and acoustics and on his technological know-how.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-COG - Consolidator Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2018-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

EIDGENOESSISCHE TECHNISCHE HOCHSCHULE ZUERICH
Contributo netto dell'UE
€ 2 585 170,00
Indirizzo
Raemistrasse 101
8092 Zuerich
Svizzera
Regione
Schweiz/Suisse/Svizzera Zürich Zürich
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 2 585 170,00

Beneficiari (1)