Analisi dell'influenza della geometria sulle prestazioni di un iniettore di turbina a gas in termini di formazione della miscela

Il crescente impiego di energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili introduce nella rete significative fluttuazioni dovute all’intermittenza di tali sorgenti. Una possibile soluzione a questa problematica consiste nell’impiego di generatori a combustibile di piccole e medie dimensioni, caratterizzati da tempi di avviamento e arresto ridotti, in grado di garantire una fornitura elettrica continua e stabile. Tra le diverse tecnologie disponibili, le turbine a gas di derivazione aeronautica suscitano un notevole interesse grazie alle dimensioni compatte, all’elevata efficienza e alla grande flessibilità rispetto al tipo di combustibile impiegato. L’obiettivo di questo lavoro è lo studio, mediante strumenti di analisi fluidodinamica computazionale (CFD) basati sul software ANSYS Fluent, delle prestazioni di un iniettore per turbine a gas di derivazione aeronautica operante in regime di combustione premiscelata. In particolare, l’analisi si concentra sulla valutazione delle portate di aria e carburante e sul grado di miscelazione tra i due, in relazione a diverse configurazioni della sezione d’ingresso dell’aria, ottenute tramite l’inserimento di anelli di taratura. L’indagine mira a comprendere come la riduzione della sezione d’ingresso influenzi la portata del flusso d’aria e il relativo comportamento all’interno dell’iniettore e, di conseguenza, la portata di combustibile e l’efficienza della miscelazione aria-carburante. I risultati ottenuti costituiscono la base per successive analisi del processo di combustione delle miscele aria-combustibile investigate nel presente studio. La presente Tesi di Laurea Magistrale è stata svolta in collaborazione con il Politecnico di Torino e la Ethos Energy S.p.A., entrambi con sede a Torino, Italia.