H2POSTCOMB

“Etapa ll. Fabricarea ansamblului de postcombustie si Campania Experimentala privind testarea sistemului de postcombustie.”

Lucrarea prezintă la debut obiectivele generale ale proiectului, precum şi obiectivele specifice ale INCDT – COMOTI în această etapă. Scopul proiectului este de a proiecta, fabrica și efectua experimente pe un sistem de postcombustie alimentat cu hidrogen plasat la iesirea dintr-un  motor cu turbină cu gaz . In aceasta etapa s-au desfasutat urmatorele actiuni:

• Pe baza rezultatelor obtinute in etapa anterioara,4 demonstratoare ale sistemului de postardere au fost fabricate(3 prin metoda clasica al 4-lea prin printare 3D) ;
• Amenajarea standului experimental si instrumentarea lui;
• Au fost efectuate experimentari folosind drept combustibil hidrogenul pur(100% H2) si amestecurile de hidrogen-metan (60%H2+40%CH4, 80%H2+20%CH4) ;
• Au fost realizate analiza gazelor de ardere pentru fiecare demonstrator si combustibil folosit
• Experimentari de laserometrie PIV(Particle image velocimetry) pentru determinarea campurilor de viteze.
• Masuratori acustice globale

In urma cercetărilor efectuate in faza anterioara a proiectului 3 soluții constructive au fost alese iar Prototipul P3 a fost fabricat si prin Printare 3D folosind acelasi material ca si la Prototipurile precedente adica INCONEL 625 (Tabelul 1 / Figura1):

Tabelul 1- Solutii contructive testate

Prima activitate, desfășurată integral de Comoti, a constat în proiectarea finala a celor trei stabilizatoare de flacara. Procesul tehnologic pentru execuția reperelor au inclus următoarele operațiunii: Debitare, îndoire, ajustară, control dimensional, sudura. Printarea 3D cu metal, SLM (selective laser melting), este numită în literatura de specialitate “additive manufacturing”, care presupune fabricarea unei piese în totalitate, numai cu ajutorul un printer 3D care folosește tehnica SLM.

Figură 1-Stabilizatorele de flacăra prelucrate prin metoda clasica(stânga) si Stabilizatorul de flacără printat 3D, asamblat(dreapta)

•                   Grad de realizare 100%

Amenajarea standului experimental -In Fig.2 este prezentat schema standului experimental. In Fig.2 este prezentata in ansamblu totalitatea instrumentărilor ce conțin:

1.                 Termocuplu local si achiziție PLC
2.                 Analizor de gaze Horiba
3.                 Stabilizatorul de flacără în “V “
4.                 Carcasa stabilizatorului de flacără
5.                 Țeava alimentare combustibil
6.                 Zonă de măsură 60-200 mm
7.                 Analizor de gaze MRU
8.                 Microfon

Figură 2- Detalii instrumentare Stand experimental

 Particle ImageVelocimetry (PIV)- Metoda presupune o aşa numită „însămânţare” (Figură 3) a fluidului de lucru, adică introducerea în curgere a unor particule solide fine, în cazul de faţă de oxid de titan, şi iluminarea zonei de măsurat cu un fascicul Laser de intensitate medie, emis simultan cu declanşarea a două camere foto rapide care înregistrează imaginea astfel formată. Principalele componente care definesc acest experiment sunt: Sistem postcombustie, Camere CCD (Charge Coupled Device), Laserul: Litron Nano L200-15 PIV, Tronson evacuare.Turbomotorul,  prin ajutajul de evacuare,  permite realizarea însămânţării cu particule de oxid de titan, necesare metodei PIV, la capătul căruia există accesul optic necesar, după cum se arată în Fig. 3.

Figură 3-Schema standului experimental

• Grad de realizare 100%

Analiza comparativa a gazelor rezultate in urma arderii

Concentratia de CO2

C)

Figura 4-CO2[ppm]( A)-60%H2, B)80%H2, C)100%H2

Concentratia de NO

C)

Figura 5-NO[ppm]( A)-60%H2, B)80%H2, C)100%H2

Măsurători PIV

C)

Figura 6- V component axial velocity]( A)-60%H2, B)80%H2, C)100%H2

Măsurători acustice globale

C)

 Figură 7- Măsurători acustice  A)-Aval, B)-Amonte și  C)-Ambiental.