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Development and Testing of a Low NOX Micromix Combustion Chamber for an Industrial Gas Turbine
(2017)
The Micromix combustion principle, based on cross-flow mixing of air and hydrogen, promises low emission applications in future gas turbines. The Micromix combustion takes place in several hundreds of miniaturized diffusion-type micro-flames. The major advantage is the inherent safety against flash-back and low NOx-emissions due to a very short residence time of reactants in the flame region. The paper gives insight into the Micromix design and scaling procedure for different energy densities and the interaction of scaling laws and key design drivers in gas turbine integration. Numerical studies, experimental testing, gas turbine integration and interface considerations are evaluated. The aerodynamic stabilization of the miniaturized flamelets and the resulting flow field, flame structure and NOx formation are analysed experimentally and numerically. The results show and confirm the successful adaption of the low NOx Micromix characteristics for a range of different nozzle sizes, energy densities and thermal power output.
Auch in der allgemeinen Luftfahrt wäre es wünschenswert, die bereits vorhandenen Verbrennungsmotoren mit weniger CO₂-trächtigen Kraftstoffen als dem heute weit verbreiteten Avgas 100LL betreiben zu können. Es ist anzunehmen, dass im Vergleich die unter Normalbedingungen gasförmigen Kraftstoffe CNG, LPG oder LNG deutlich weniger Emissionen produzieren. Erforderliche Antriebssystemanpassungen wurden im Rahmen eines Forschungsprojekts an der FH Aachen untersucht.