Analysis of Auto-Ignition Chemistry in Aeroderivative Premixers at Engine Conditions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The minimization of auto-ignition risk is critical to the design of premixers of high power aeroderivative gas turbines as an increased use of highly reactive future fuels (for example, hydrogen or higher hydrocarbons) is anticipated. Safety factors based on ignition delays of homogeneous mixtures are generally used to guide the choice of a residence time for a given premixer. However, auto-ignition chemistry under aeroderivative conditions is fast (0.5–2 ms) and can be initiated within typical premixer residence times. The analysis of what takes place in this short period necessarily involves the study of low-temperature auto-ignition precursor chemistry, but precursors can change with fuel and local reactivity. Chemical explosive modes (CEMs) are a natural alternative to study this as they can provide a measure for auto-ignition risk by considering the whole thermochemical state in the framework of an eigenvalue problem. When transport effects are included by coupling the evolution of the chemical explosive modes to turbulence, it is possible to obtain a measure of spatial auto-ignition risk where both chemical (e.g., ignition delay) and aerodynamic (e.g., local residence time) influences are unified. In this article, we describe a method that couples large eddy simulation (LES) to newly developed, reduced auto-ignition chemical kinetics to study auto-ignition precursors in an example premixer representative of real life geometric complexity. A blend of pure methane and di-methyl ether (DME), a common fuel used for experimental auto-ignition studies, was transported using the reduced mechanism (38 species/238 reactions) under engine conditions at increasing levels of DME concentrations until exothermic auto-ignition kernels were formed. The resolution of species profiles was ensured by using a thickened flame model where dynamic thickening was carried out with a flame sensor modified to work with multistage heat release. This paper is outlined as follows: First, a reduced mechanism is constructed and validated for modeling methane as well as DME auto-ignition. Second, sensitivity analysis is used to show the need for chemical explosive modes. Third, the thickened flame model modifications are described and then applied to an example premixer at 25 bar/890 K preheat. The chemical explosive mode analysis closely follows the large thermochemical changes in the premixer as a function of DME concentrations and identifies where the premixer is sensitive and flame anchoring is likely to occur.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
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 | 0,001 |
| 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 ».