Analysis and comparison of natural gas combustion reaction mechanisms  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
126515
Type KH
Principal investigator Turányi, Tamás
Title in Hungarian Földgáz-égési reakciómechanizmusok vizsgálata és összehasonlítása
Title in English Analysis and comparison of natural gas combustion reaction mechanisms
Keywords in Hungarian reakciókinetika, földgáz, metán, etán, égés, részletes reakciómechanizmusok
Keywords in English reaction kinetics, natural gas, methane, ethane, combustion, detailed reaction mechanisms
Discipline
Physical Chemistry and Theoretical Chemistry (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Physical chemistry
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Institute of Chemistry (Eötvös Loránd University)
Participants Kawka, László
Papp, Máté
Zsély, István Gyula
Starting date 2017-12-01
Closing date 2019-11-30
Funding (in million HUF) 19.996
FTE (full time equivalent) 1.69
state running project





 

Final report

 
Results in Hungarian
A földgáz az egyik legszélesebb körben alkalmazott tüzelőanyag és annak a fő alkotórésze a metán. Nagy számú lökéshullámcsőben (shock tube, ST) és gyors összenyomású berendezésben (rapid compression machine, RCM) mért gyulladásiidő-adatot közöltek már, amelyekkel tesztelhetők metánégési mechanizmusok. A projekt során célunk volt összegyűjteni az összes ilyen mérési adatot. Összesen 73 közlemény feldolgozásával számos lökéshullámcsőben (4939 adatpont 574 adatkészletben) és gyors összenyomású berendezésben (582/69) mért gyulladási időt találtunk. Ezek a mérési adatok a kezdeti hőmérséklet, nyomás, ekvivalenciaarány és higítógáz-arány széles tartományát fedik le. Az adatokat RKD formátumú XML adatfileokban tároltuk. 13 modern metánégési mechanizmust teszteltünk ezekkel a kísérleti adatokkal, és vizsgáltuk a szimulációs és mérési eredmények hasonlóságát a kísérleti körülmények függvényében. A legtöbb mechanizmus jól visszaadta a lökéshullám-mérési eredményeket, amennyiben a kezdeti hőmérséklet 1000K felett volt. Csak néhány mechanizmus alkalmazásával tudtuk reprodukálni az alacsony kezdeti hőmérsékletű (T<1000K) lökéshullám- és RCM-mérési eredményeket. A mérési és számítási eredmények egyezését egy legkisebb négyzetes hibafüggvénnyel jellemeztük. A lokális érzékenységi együtthatók számítása megmutatta, hogy az egyes kísérleti körülménynél mely reakciólépések a legfontosabbak. Ezt az információt a metánégési mechanizmusok fejlesztésére lehet felhasználni.
Results in English
Methane is the major component of natural gas, which is one of the most widely used fuels. A large set of experimental data was collected for methane combustion: ignition studies in shock tubes (ST; 4939 data points in 574 datasets) and in rapid compression machines (RCM; 582/69). In total, 5521 data points in 643 datasets from 73 publications were collected covering wide ranges of temperature T, pressure p, equivalence ratio φ and diluent concentration. The data were stored in RKD-format XML datafiles. 13 recent methane combustion mechanisms were tested against these experimental data, and the dependence of their predictions on the types of experiment and the experimental conditions was investigated. Most mechanisms could reproduce well the experimental ignition delay times measured in shock tubes at initial temperatures higher than 1000K. Ignition delay times measured in RCMs and STs at low temperatures (below 1000K) could also be well predicted by several mechanisms. For a quantitative assessment of methane combustion modelling, a least-squares-function is used here to show the agreement between measurements and simulations. Analysis of local sensitivity coefficients was carried out to determine the influence of selected reactions at given experimental conditions and to identify those reaction steps that require more attention in the future for the development of methane combustion models.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=126515
Decision
Yes





 

List of publications

 
P. Zhang, I. Gy. Zsély, V. Samu, T. Turányi: Comparison of methane combustion mechanisms based on shock tube and RCM ignition delay time measurements, Proceedings of the European Combustion Meeting – 2019, Paper S3_AII_10, 2019
P. Zhang, I. Gy. Zsély, V. Samu, T. Nagy, T. Turányi: Comparison of methane combustion mechanisms based on shock tube and rapid compression machine ignition delay time measurements, Combustion and Flame, to be submitted, 2020





 

Events of the project

 
2019-12-03 15:33:03
Résztvevők változása
2019-05-03 09:10:21
Résztvevők változása




Back »