Projektbeschreibung
Bewertung einer auf geringe Emissionen ausgelegten Brennkammer
Das EU-finanzierte Projekt CHAiRLIFT hat sich zur Aufgabe gemacht, eine innovative Brennkammer für zukunftsweisende Magermotoren genauer zu untersuchen. Die abgehobenen Sprayflammen in dieser neuen Brennkammer weisen einen hohen Vormischungsgrad auf, was zu einer erheblichen Verringerung der NOx-Emissionen führt. Im Vergleich zu herkömmlichen wirbelstabilisierten Flammen besteht bei abgehobenen Sprayflammen ein wesentlich geringeres Risiko eines Flammenrückschlags in der Brennkammer. Außerdem zeichnen sie sich durch eine erhöhte thermoakustische Stabilität aus. Die Projektmitglieder werden darüber hinaus einen Ansatz für die Flammensteuerung vorstellen, der eine Alternative zum derzeit gängigen Verfahren darstellt und das Potenzial für eine weitere Senkung von NOx-Emissionen birgt. Um bewerten zu können, in welchem Maße die NOx-Emissionen dank der neuen Brennkammer sinken, werden experimentelle und numerische Untersuchungen unternommen sowie ein fortschrittliches Modell für die Sprayatomisierung entwickelt.
Ziel
The main objective of the CHAiRLIFT project is to assess an innovative combustor concept capable to achieve an ultra-lean, low NOx, operation of future engines. With this combustion concept the requirements of ACARE Flightpath 2050 will be fully satisfied. The CHAiRLIFT combustor concept comprises two novel features: The first is to adopt “low swirl” lean lifted spray flames which feature a high degree of premixing and consequently significantly reduced NOx emissions. Inherent characteristics of such flames are the strongly reduced risk of flashback and a reduced susceptibility to thermo-acoustics instabilities compared to conventional swirl stabilized flames. However, such lifted flames bear the risk of lean blow out at some operating conditions. As second novelty of the CHAiRLIFT concept an alternative approach to standard flame piloting is proposed, enabling a a further reduction of NOx emissions. Stable and safe operations of the combustor are ensured by the interaction of adjacent flames in circumferential direction within the annular combustion chamber. This requires tilting of the axis of the flames relative to the axis of the machine. This design is called Short Helical Combustor (SHC). It has the advantage that no extra pilot flame is required which may produce additional NOx emissions. Additional benefits are the reduced length of the combustor. Most importantly, the turning angle of the NGV can be reduced resulting into a smaller number of NGV and hence reduced cooling air requirement.
Experimental and numerical investigations including the development of an advanced spray atomization model will be carried to assess the NOx reduction capabilities of the concept, by exploiting state of the art methodologies. To explore further NOx reduction capabilities of the concept, an advanced LBO active control will also be tested by combining ion sensor probe and plasma assisted combustion.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
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RIA - Research and Innovation actionKoordinator
50121 Florence
Italien