Mint az ELTE közleménye kifejti: a világ áramtermelésének jelentős részét gázturbinák adják, de jellemzően ilyen eszközök hajtják a nagyobb utasszállító repülőgépeket és hajókat, a teherszállító gépek döntő többségét, a légcsavaros gépeket és a helikoptereket is. A nemzetközi légiforgalom 1990 és 2019 között megduplázódott, majd a Covid-járvány okozta átmeneti visszaesés után jelenleg is évi 3,7 százalékkal bővül. Ez azt jelenti, hogy a légiforgalom jelenleg évi mintegy 300 millió tonna kerozint használ fel, miközben a repülőgépek 600 ezer tonna szén-monoxidot és 3,6 millió tonna nitrogén-oxidot bocsátanak a levegőbe. A kibocsátott nitrogén-oxidok fotokémiai szmogot és savas esőt okoznak, valamint hozzájárulnak az ózonréteg vékonyításához.

A gázturbinák belsejében a nitrogén-oxidok legnagyobb része az égőtér magas hőmérsékletű régióiban, az úgynevezett forró helyeken keletkezik a levegő nitrogén molekuláiból. A turbinák működésének módosításával azonban jelentősen csökkenthető a turbinák nitrogén-oxid kibocsátása – hangsúlyozzák.

A BME Égéskutató Csoportja Józsa Viktor docens vezetésével kifejlesztett egy módszert arra, hogy az égések során ne keletkezzenek ilyen forró helyek, és az égés egyenletes legyen az egész tűztérben. Elképzelésüket olyan légköri nyomású laboratóriumi kísérletekkel igazolták, amelyekben repülőgép-kerozint tüzeltek, és mérték a füstgáz nitrogén-monoxid-, szén-monoxid- és szén-dioxid-koncentrációját.

A bal oldali fényképen a lángfront magas hőmérsékletét a koncentrált hőfelszabadulás adja, míg a jobb oldali fényképen az égés az egész tűzteret kitölti anélkül, hogy forró pontok alakulnának ki

BME

Az ELTE Reakciókinetikai Laboratórium Turányi Tamás egyetemi tanár vezetésével évek óta foglalkozik olyan számítógépes modellek fejlesztésével, amelyekkel a korábbinál pontosabban lehet kiszámítani az égések során keletkező nitrogén-oxidok mennyiségét. Az ELTE kutatói számítógépes szimulációkkal sikeresen reprodukálták a Műegyetem laboratóriumi kísérleti eredményeit, majd ugyanezzel a modellel kiszámították a keletkező káros anyagok koncentrációját a füstgázban a tartózkodási idő és a nyomás függvényében.

Az üzemi nyomást 3 és 60 bar között változtatták, ami a teljes jellemző nyomástartományt lefedi a mikro-gázturbinák tűzterétől a legfejlettebb sugárhajtóművekig.

A számítások megmutatták, hogy a repülőgép-gázturbinákban létre lehet hozni olyan körülményeket, amelyekkel elkerülhető a forró helyek kialakulása, ezáltal az égés egyenletesebbé válik, végeredményként pedig a füstgázban sokkal alacsonyabb lesz a három szennyezőanyag koncentrációja, mint a jelenleg használt gázturbinák esetében. A kísérletekről a Results in Engineering tudományos folyóiratban számoltak be a kutatók.

Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.