燃用氢气的气轮机燃烧室的数值分析

近年来，考虑到传统燃料在不久的将来会有用尽的危险，并且这些燃料会危害环境，人们一直在寻找替代燃料。因此，在这项研究中研究了氢气作为替代燃料的可用性，且在喷射A燃料的燃气涡轮发动机的管式燃烧室中进行了研究。为此，进行了罗尔斯·罗伊斯内涡轮喷气发动机燃烧器的燃烧特性在气体喷射A和氢气的作用下在给定热功率值的不同空气过量比（EAR）下的数值研究。燃烧室中的温度分布、燃烧效率、压降和速度变化已经在燃烧室中的1480kW（10000rpm）、2290kW（11000rpm）和 2980kW（12000rpm）热功率下进行了数值分析。RNG k-湍流和涡动耗散燃烧模型已被用于具有旋流的二维轴对称几何。

燃烧效率和压降值随着EAR值的增加而增加。但是燃烧室的出口温度值、CO2排放量和未燃HC排放量随着EAR值的增加而下降。此外，观察到NOx排放值正在增加，然后随着EAR值而下降。就压降、燃烧室出口处的温度值以及CO2和未燃HC排放而言，氢的燃烧被认为是有利的。此外，可以看出在低EAR值下的NOx排放值方面是有利的，但在高EAR值时是不利的。

对喷气式A，B型燃气轮机燃烧室的数值分析后，当EAR从2到12的范围内，而发动机转速在10000、11000和12000rpm，结论可以总结为：

— 使用jet-A时，燃烧室出口处的温度值与文献中的温度值一致。

— 当EAR增加时，燃烧效率值增加。

— 当EAR增加时，压降百分比值增加。

— jet-A的UHC和CO2排放百分比值随着EAR值的增加而下降。

— 对于氢燃料，在10000rpm时获得最大NOx值，jet-A燃料的最低NOx值发生在转数为12000 rpm时。

— 所研究的燃烧室中的发动机转速值不会影响UHC和CO2排放。

在这项研究中，当氢气与jet-A相比时，氢燃料的很多方面被认为是优越的。在压降（15-30%），燃烧室出口温度值（3-10%）和CO2以及未燃HC排放值（100%）方面，氢燃烧被认为是有利的。就低EAR值下的NOx排放值而言，被认为是有利的，但在高EAR值下被认为是不利的。