Numerical Investigation Into the Impact of Injector Geometrical Design Parameters on Hydrogen Micromix Combustion Characteristics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Hydrogen micromix combustion is a promising concept to reduce the environmental impact of both aero and land-based gas turbines by delivering carbon-free and ultra-low-NOx combustion without the risk of autoignition or flashback. As a part of the ENABLEH2 project, the current study focuses on the influence of design parameters on the micromix hydrogen combustion injectors. This study provides deeper insights into the design space of a hydrogen micromix injection system via numerical simulations. The key geometrical design parameters of the micromix combustion system are the sizing of the air gates and the hydrogen injector orifices together with the offset distance between air gate and hydrogen injection, the mixing distance and the injector to injector spacing. This paper first presents results of the numerical simulation of four designs, down selected from a series of combinations of the key design parameters, including cases with low and high momentum flux ratio, weak and strong flame-flame interaction. It was discovered that the hydrogen/air mixing characteristics, and flame to flame interactions, are the main factors influencing the combustor gas temperature distributions, flame lengths and the corresponding NOx production. The current study then focused on the effect of air gate geometry on the mixing characteristics, flame shape and temperature distribution. The momentum flux ratio was kept constant throughout this investigation by keeping the air gate area constant. Variations of the original baseline air gate design were studied, followed by a study of various novel air gate geometries, including circular, semi-circular and elliptical shapes. It is concluded that NOx production is influenced by a number of factors including jet penetration flame interactions and air gate shape and that there is a “Sweet Spot” that results in the lowest practicable NOx production. Flatter and wider air gate shapes tend to yield the lowest temperature and consequently the lowest NOx. Reduced interaction between flames also tends to reduce NOx and by manipulating hydrogen penetration, there is the potential to further reduce the NOx production.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».