Ammoniak-Diesel Dual-Fuel Verbrennungssimulation unter Verwendung eines Ansatzes mit tabellierter Chemie

Autoren

Dominik KRNAC¹, Bhuvaneswaran MANICKAM¹, Peter HOLAND¹, Valentin SCHARL², Thomas SATTELMAYER^2
1MAN Energy Solutions SE , ²Technical University of Munich

Zusammenfassung

Ein numerischer Simulationsansatz zur Vorhersage der mit Diesel-Pilot gezündeten Ammoniak (NH3) Verbrennung unter Verwendung tabellierter Chemie wird in dieser Veröffentlichung präsentiert. Das experimentelle Setup einer RCEM (Rapid-Compression-Expansion-Machine) wurde für die Simulation betrachtet und die experimentellen Ergebnisse werden für die Validierung verwendet. Spray Eigenschaften, Verdampfung und damit das Vermischen von Kraftstoff und Luft aufgrund von Lufteintrag sollten genau modelliert und vorhergesagt werden, um die Verbrennungseigenschaften angemessen vorherzusagen. Dafür wurden im ersten Schritt Diesel- und Ammoniak-Sprays simuliert und für einen großen Druck- und Temperaturbereich im Brennraum validiert. Danach wurden die Verbrennungssimulationen mit dem ECFM-3Z und dem ECFM-CLEH Modell durchgeführt. Insgesamt ist die Verbrennung des Diesel Piloten in guter Übereinstimmung mir den experimentellen Daten. Wenn das ECFM-3Z Modell verwendet wurde, erfolgt die Verbrennung von Ammoniak viel schneller als erwartet. Das ECFM-CLEH Modell sagt eine stärker verzögerte Ammoniakverbrennung vorher, die besser mit den Messungen übereinstimmt.