Die Simulation der Computational Fluid Dynamics - chemischen Reaktornetzwerke (computational fluid dynamics-chemical reactor network, CFD-CRN) ist eine geeignete Methode zur Vorhersage der NOx-Emissionen von Gasturbinen. Basierend auf dieser Methode wurde ein universelles automatisches CRN-Partitionierungs-/Lösungsprogramm entwickelt und an einer Erdgas-Mikromischbrennkammer angewendet und validiert. Mit CFD-Software wurden die Strömungs- und Brenneigenschaften der Mikromischbrennkammer analysiert und CRN-Partitionierungskriterien festgelegt: Zuerst werden Luft- und Brennstoffbereiche extrahiert, dann erfolgt eine axiale Hauptpartitionierung, gefolgt von einer radialen/kreisförmigen Unterteilung entsprechend der Brennstoffklassifizierung. Die Ergebnisse zeigen, dass das automatische CRN-Partitionierungs-/Lösungsprogramm einen standardisierten Informationsschnittstellen mit XML (extensible markup language) verwendet, um die Universalität zu erhöhen und für komplexe Brennkammerstrukturen geeignet ist. Der relative Fehler zwischen den von CRN vorhergesagten NOx-Emissionswerten und den experimentellen Werten bei verschiedenen Betriebszuständen der Mikromischbrennkammer liegt unter 11%, und der Einfluss der CFD-Netzanzahl auf die CRN-NOx-Vorhersage ist gering; zudem wurde der Einfluss des Kraftstoffverteilungsverhältnisses auf die NOx-Emissionen der Mikromischbrennkammer analysiert und ein geeigneter Einstellbereich angegeben. Dieser automatische CRN-Partitionierungs-/Lösungsalgorithmus besitzt Anwendungspotenzial bei der NOx-Emissionsvorhersage von Gasturbinen.

Mikromischbrennkammer; chemisches Reaktornetzwerk; CRN-Partitionierungsalgorithmus; Brennstoffklassifizierung; NO_x-Emission