Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Low emission combustion chamber premixer design

Łukasz Mariusz Wełnicki

Abstract

The following thesis is a documentation of low emission combustor chamber premixer design and design procedure verification using numerical methods. The combustor chamber is coupled with a gas turbine based on automotive turbocharger. The premixer was designed using existing small combustor module. In this thesis, a thorough description of gas turbine combustion chambers is included. It covers a history of these components and their development, requirements imposed on their performance and also main construction concerns and design features. The thesis contains fundamentals of combustion theory, with respect to fuels characteristics and the combustion process itself. Pollutants emission and production mechanisms are also described. Some of the emissions lowering methods and technologies are presented. The main part contains the premixer design process, based on the pollutants production mechanisms and the combustor aerodynamics requirements. The design process and the premixer operational characteristics were verified using Finite Elements Analysis and computational fluid dynamics (ANSYS CFX software). To fulfill this task, an analysis of combustor aerodynamics was performed, using the proposed geometry of the premixer. The combustion process symulation was conducted on a simplified combustor geometry with the purpose of further model verification. This thesis contains two cases, for which the ammout of fuel injected is different. Two different combustion models were applied for both these cases.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Łukasz Mariusz Wełnicki (FPAE) Łukasz Mariusz Wełnicki,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Projekt komory wstępnego mieszania niskoemisyjnej komory spalania
Supervisor
Andrzej Teodorczyk (FPAE/IHE) Andrzej Teodorczyk,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
19-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
107
Internal identifier
MEL; PD-3554
Reviewers
Łukasz Kapusta (FPAE/IHE) Łukasz Kapusta,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Andrzej Teodorczyk (FPAE/IHE) Andrzej Teodorczyk,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
komora spalania, spalanie kinetyczne, CFD, mikroturbina gazowa
Keywords in English
combustion chamber, kinetic combustion, CFD, gas microturbine
Abstract in Polish
Niniejsza praca stanowi dokumentację procesu projektowania i weryfikacji słuszności zastosowanej metodologii projektowania komory wstępnego wymieszania dla niskoemisyjnej komory spalania, współpracującej z mikroturbiną gazową na bazie turbosprężarki samochodowej. Komora wstępnego wymieszania została zaprojektowana w oparciu o istniejący fizycznie model małej komory spalania. W pracy zawarto opis komór spalania turbin gazowych, przedstawiono historię komór spalania oraz ich rozwoju, opisano wymagania stawiane współczesnym komorom spalania a także przedstawiono główne cechy konstrukcyjne tych komponentów. Osobny rozdział został poświęcony podstawom teorii spalania, gdzie zostały opisane główne aspekty dotyczące charakterystyki paliw i samego procesu. Praca zawiera opis głównych zanieczyszczeń powstających podczas reakcji spalania, mechanizmów prowadzących do ich tworzenia oraz metod i technologii ich ograniczania. Zasadnicza˛ część pracy stanowi przedstawienie procesu projektowania komory wstępnego wymieszania, bazując na mechanizmach powstawania zanieczyszczeń oraz wymaganiach stawianych aerodynamice komory spalania. Przedstawiono weryfikację przyjętej metodologii przy użyciu metody elementów skończonych oraz obliczeniowej mechaniki płynów (oprogramowanie ANSYS CFX) W tym celu przeprowadzono analizę aerodynamiki komory spalania z zastosowaniem zaproponowanej geometrii komory wstępnego wymieszania. W celu dalszej weryfikacji przeprowadzono symulację reakcji spalania w uproszczonym modelu komory spalania. Praca zawiera opis dwóch przypadków, dla których inna jest ilość doprowadzonego paliwa do układu. Dla obu tych przypadków zastosowano dwa różne modele reakcji spalania.
File
  • File: 1
    Lukasz_Welnicki_praca_inzynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9058

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT061ce08a68d74f31a9261f18a0fb8731/
URN
urn:pw-repo:WUT061ce08a68d74f31a9261f18a0fb8731

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page