Raccolta di Tecnologie e competenze ENEA
AGATUR e COMET: Infrastrutture per Testing di Combustione con Focus sulla Fuel-Flexibility delle Turbine a Gas
Impianto prototipale AGATUR per test di tecnologie per turbine a gas; spettroscopia laser per diagnostica della combustione; simulazione di una fiamma non premiscelata di NH3 in una corrente di aria; progettazione di un prototipo di bruciatore.
Settori applicativi
Problema da risolvere
Le attività ENEA sulla combustione sono per la decarbonizzazione dei settori industriale e della produzione di energia elettrica, e per la propulsione nel settore aerospaziale. Nell'ambito della decarbonizzazione, la fuel-flexibility delle turbine a gas, cioè il loro funzionamento stabile dal 100% di gas naturale al 100% di idrogeno con contenuto di H2 variabile, è un tema dominante. Si sviluppano modelli; si utilizzano simulazioni numeriche, diagnostica laser e test sperimentali; si sviluppano tecnologie innovative fino alla scala prototipale e reale, con focus su monitoraggio e cicli termodinamici avanzati. Nell'ambito del settore aerospaziale, la propulsione di tipo chimico, basata sulla combustione, è ancora oggi la tecnologia più utilizzata per l'accesso allo spazio. Si studiano, mediante simulazioni, sistemi di combustione LOX/HC per lanciatori riutilizzabili e di combustione supersonica SCRAMJET per velivoli ipersonici e supersonici per i viaggi atmosferici e trans-atmosferici.
Descrizione
Le attività di ricerca e testing ad alto TRL vengono condotte principalmente nell'impianto AGATUR, dotato di una microturbina a gas TURBEC T100 asservita da sottosistemi per 1. implementazione di cicli EGR emulato, 2. alimentazione HENG (Hydrogen Enriched Natural Gas) con idrogeno da stoccaggio gassoso, 3. alimentazione HENG con idrogeno da stoccaggio liquido (in corso di implementazione), 4. piattaforma di controllo per il test di sequenze sperimentali. L'infrastruttura si avvale anche del laboratorio COMET, che si avvale di: diverse tipologie di bruciatori, camera per test anche in pressione (10 bar), tecniche spettroscopiche (anche con sistemi laser al femto-secondo) e di velocimetria laser, altri sensori (microfoni, termocoppie, ODC). Inoltre, va considerata l'infrastruttura di calcolo: capacità modellistiche, numeriche, programmazione avanzata HPC (HeaRT, è il codice in-house sviluppato per simulazioni LES e DNS), analisi; codici commerciali.
Aspetti innovativi e vantaggi
- AGATUR (impianto): microturbina TURBEC T100 e sottosistemi per: 1. implementazione di EGR emulato; 2. alimentazione con miscele HENG da stoccaggio di H2 gassoso (operativo) e liquido (in sviluppo); 3. piattaforma di controllo
- COMET (Laboratorio): laser al nanosecond e al femtosecond
- Infrastruttura computazionale: codice HeaRT a piattaforma HPC CRESCO
Possibili applicazioni
- Sviluppo di applicazioni propulsive nel settore aerospaziale (lanciatori spaziali LOX/LHC; combustione supersonica per SCRAMJETs)
- Sviluppo di cicli termodinamici avanzati per turbomacchine (CO2 supercritica; accumulo a bassa temperatura)
- Sviluppo e test di strategie di combustione fuel-flexible e a basso impatto ambientale (idrogeno, ammoniaca, gas naturale e loro miscele; ossi-combustione con CO2 supercritica; combustione diffusiva, premiscelata, MILD, micro-mixing)
- Sviluppo e test di strategie di controllo e di tecnologie (e.g., EGR) per impianti turbogas
- Sviluppo e test di strategie di monitoraggio on-line della combustione (monitoraggio ottico ed acustico per la predizione di precursori di instabilità termo-acustiche, e definizione di indici per applicazioni industriali)
Gruppo di ricerca coinvolto
Data di aggiornamento
04-05-2026
Non hai trovato quello che cerchi o vuoi ulteriori informazioni ?
