Caratterizzazione aerodinamica e aeroacustica di bruciatori non convenzionali di tipo Trapped Vortex

Il presente documento contiene la descrizione delle attività svolte in accordo con quanto riportato nell’allegato tecnico al presente contratto. La ricerca ha avuto come obbiettivo la caratterizzazione fluidodinamica, acustica ed aeroacustica di un combustore TVC (Trapped Vortex Combustor) in condizioni non reattive. Lo studio fluidodinamico è stato condotto mediante misure di velocità effettuate utilizzando la tecnica Paticle Image Velocimetry (PIV). Lo studio acustico ed aeroacustico è stato effettuato utilizzando un array di microfoni in assenza o in presenza del flusso. Lo studio sperimentale è stato condotto presso il laboratorio sperimentale del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Industriale (DIMI) dell’Università Roma Tre, utilizzando due modelli di combustore realizzati ad hoc ed opportunamente strumentati. Lo studio acustico ha portato all’individuazione dei modi propri acustici ed è stato supportato da simulazioni numeriche di tipo FEM. L’analisi fluidodinamica ha consentito di caratterizzare le principali strutture vorticose di grande scala nelle condizioni di funzionamento di interesse. L’analisi aeroacustica ha consentito di estrarre il contributo sia idrodinamico che acustico dalle fluttuazioni di pressione a parete. La possibilità di avere informazioni sia sulle strutture fluidodinamiche che sulle fluttuazioni di pressione è di cruciale importanza in particolare per la prevenzione di eventuali instabilità termoacustiche. Lo studio effettuato ha infatti permesso di individuare una geometria ottimale del combustore, che, in condizioni operative, si suppone abbia un comportamento particolarmente stabile. Tale geometria risulta essere parzialmente diversa rispetto a quella originariamente proposta da ENEA.