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Best Paper Award – Arbeit der NTNU Trondheim und der ZHAW gewinnt Preis an der ASME Turbo Expo 2022
Für ihr Paper «Acoustic-convective interference in transfer functions of methane/hydrogen and pure hydrogen flames» wurden Forschende der Norwegian University of Science and Technology (NTNU) und des Instituts für Energiesysteme und Fluid-Engineering von der ZHAW mit dem Best Paper Award des Combustion Fuels and Emissions Committees (CFE) der American Society of Mechanical Engineers (ASME) ausgezeichnet.
Der CFE Best Paper Award wird jährlich für die besten Beiträge im Bereich der Verbrennung vergeben. Gewonnen wurde die Auszeichnung in der Kategorie «Applied Paper». Die ASME Turbo Expo ist die weltweit grösste Konferenz im Bereich Turbomaschinen und findet jährlich im Wechsel in Europa und Nordamerika statt. Dieses Jahr fand die Verleihung des Awards im Juni in Rotterdam statt. Am Paper beteiligt waren von der Norwegian University of Science and Technology in Trondheim die Forschenden: Eirik Æsøy, José G. Aguilar, Nicholas A. Worth und James R. Dawson. Mirko Bothien, Leiter der Forschungsgruppe für Distributed Thermal Energy Systems am Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE), war im Rahmen seiner Associate Professur an der NTNU als Experte für Thermoakustik und Wasserstoffverbrennung an der Arbeit beteiligt. Für Mirko Bothien war dies seit 2015 bereits die zweite Verleihung des Best Paper Awards.
In der Arbeit wird das Auftreten und die Ursache von Modulationen in den Flammentransferfunktionen (FTF) perfekt vorgemischter CH4/H2- sowie reiner H2-Flammen untersucht.
Es konnte experimentell und analytisch nachgewiesen werden, dass eine stromauf gelegene Geometrie akustisch-konvektive Interferenzen erzeugt, die zur Modulationen der Amplitude und Phase der FTF führen und so einen grossen Einfluss auf die Neigung des Systems zu thermoakustischen Instabilitäten hat. Mittels PIV-Messungen wird gezeigt, dass die konvektive Strömungsinstabilität einen starken asymmetrischen Einfluss auf die Geschwindigkeitsschwankungen hat. Mithilfe hydrodynamischer Transferfunktionen wird der Einfluss quantifiziert. Ausserdem wird gezeigt, dass dieses Phänomen vor allem für Wasserstoffflammen und damit zukünftige Verbrennungssysteme relevant ist, aufgrund der im Vergleich zu Methanflammen kompakteren Flammen und der damit verbundenen höheren Cut-off-Frequenz.