A cost effective method for predicting unstable modes in liquid fuelled full annular gas turbine combustors

Due to the incomplete knowledge about processes which could lead to the generation of combustion instabilities in gas turbine combustors, the development phase of these systems still requires a costly trial and error process. To reduce costs in the development phase of an engine, Aerospace Companies are looking for cost effective methods to extract semi-empirical models assessing the stability of the combustion system prior to the full annular testing. This thesis is the result of my work carried out in the Combustion and Casings Department of Rolls-Royce Plc. The objective consisted of developing a semi-empirical tool to predict fuel injection processes driven by combustion instabilities which could occur in full-annular combustors.

A causa dell’attuale carenza conoscitiva riguardo i problemi che possono determinare l’instaurarsi di instabilità di combustione in combustori di turbine a gas, la fase di progettazione di questi sistemi si basa tuttora su di un costoso processo di “prova ed errore”. Per ridurre i costi della fase di sviluppo di un motore, le Compagnie Aerospaziali stanno cercando metodi a basso costo al fine di predire la stabilità del sistema di combustione prima di effettuare il test sul combustore anulare definitivo. Questa tesi è il risultato del mio lavoro effettuato presso Rolls-Royce Plc. L’obiettivo è consistito nello sviluppo di un modello semi-empirico per la predizione delle instabilità di combustione generate dai processi convolti nell’iniezione di combustibile liquido in combustori anulari di turbine a gas.