Description du projet
Comprendre les caractéristiques du gaz naturel enrichi en hydrogène
Les carburants de substitution sont très prisés en tant solution pour lutter contre la dégradation croissante de l’environnement. Le gaz naturel enrichi en hydrogène se présente comme un facteur clé du processus de décarbonation du gaz destiné aux bâtiments résidentiels et à la production d’électricité. Les connaissances sur les caractéristiques turbulentes en matière de combustion et d’explosion du gaz naturel enrichi en hydrogène sont toutefois limitées, ce qui ralentit son développement commercial. Le projet HYGAS, financé par l’UE, entend combler cette lacune en termes de connaissances grâce à une meilleure compréhension des caractéristiques turbulentes de la combustion du gaz naturel enrichi en hydrogène. Le projet aura recours à des études numériques combinées à des données expérimentales existantes. Il développera une méthode de modélisation solide pour la combustion faisant intervenir des mécanismes de réaction chimique réduits afin d’assurer son couplage efficace avec des modèles de dynamique des fluides computationnelle.
Objectif
The growing crisis of serious environmental degradation necessitates the demand for alternative fuels. Hydrogen-enhanced natural gas is playing an increasingly important role to decarbonize the gas going into people’s homes and for power generation. However, there are substantial knowledge gap concerning the turbulent combustion and explosion characteristics of hydrogen-enhanced natural gas, which makes great challenge in associated combustion systems and safety issues. Such knowledge gaps hinder the progress of wide deployment of Hydrogen-enhanced natural gas to achieve the ambitious target for decarbonization.
The proposed research aims to bridge these knowledge gaps by gaining insight about the turbulent combustion characteristics of hydrogen-enhanced natural gas through numerical studies aided by existing experimental data. The Fellow will develop a robust modelling approach for the combustion of such blended fuel with reduced chemical reaction mechanism to facilitate effective coupling with computational fluid dynamics (CFD) models. The reduced mechanism will be designed to firstly reproduce the fundamental combustion characteristics concerning ignition and laminar flame speed for validation before being implemented in open source CFD code OpenFOAM. The following specific research objectives are set towards achieving this goal:
⁃ Improve detailed kinetic mechanism HP-Mech for hydrogen-enriched natural gas and validate the mechanism with available laminar flame speed, ignition delay time, and species profile, etc. in the literature;
⁃ Develop reduced kinetic mechanism using the PFA method and perform validations through comparison with the predictions of the detailed mechanism;
⁃ Conduct CFD simulations using the newly developed reduced mechanism for small scale scenarios where test data are available for validation;
⁃ Extend CFD simulations to medium and large-scale scenarios for validation as well as applications.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
GU2 7XH Guildford
Royaume-Uni