Micro-Mixing Combustion for Highly Recuperated Gas Turbines: Effects of Inlet Temperature and Fuel Composition on Combustion Stability and NOx Emissions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The micromix combustion concept offers an elegant compromise between premixed and nonpremixed combustion. By mixing the fuel and air at the smallest scale possible, one can achieve NOx emissions comparable to premixed combustion while removing the risks of auto-ignition and flashback. Current literature reports multiple micromix designs that achieve low NOx emissions (<10 ppm) with hydrogen or hydrogen-rich fuels at combustor inlet temperatures (CIT) representative of low to medium pressure ratio gas turbines (<650 K). This paper seeks to bridge the gap between current literature and the design requirements of highly recuperated ceramic gas turbines, which should allow low NOx operation with various fuels at combustor inlet temperatures upwards of 900 K. To this end, micromix injection nozzles were designed and tested at small scale to investigate the effects of fuel composition and inlet temperature on combustion stability and NOx emissions. The nozzles were additively manufactured in Inconel 625 having hundreds of holes as small as 0.25 mm. An axial swirler is used to induce recirculation of the products behind the nozzle, which helps stabilize combustion with hydrocarbon fuels due to their longer reaction times and slower flame speeds. Experimental results show that NOx emissions can be decreased down to premixed levels if the jet Damköhler number is kept under a critical value, which requires increasingly smaller holes or higher jet velocities as the inlet temperature increases. Combustion instabilities are observed at low inlet temperatures with hydrocarbons, which are also correlated to the jet Damköhler number.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».