At present, an upward trend in the field of studying the processes of hydrogen combustion in the combustion chambers of the ground-based gas turbine power plants is obvious. The use of pure hydrogen as a fuel gas would solve the problem of environmental decarbonization. One of the emerg-ing problems is to ensure the stable combustion of such fuels in combustion chambers of various ap-plications. The information-analytical review of studies showed that there is a large number of theoret-ical and experimental results on the diffusion and homogeneous combustion of hydrogen and hydro-gen-containing fuels in various burners and combustion chambers, which are not part of the existing gas turbine power plants. The purpose of this work is a comparative analysis of the gas-dynamic and emission characteristics of the combustion of the hydrogen-air and methane-air components based on the results of numerical simulation of a convertible combustion chamber of a 75 kW microgas turbine power plant. This goal is achieved by numerical simulation of the diffusion combustion of hydrogen and methane with air in a convertible combustion chamber. The most significant result of the work is obtaining the isosurface of the flame, which made it possible to obtain the conditions for stable com-bustion in the form of the Damköhler criterion and the ratio of the midsection velocity to the velocity of turbulent combustion. The significance of the results obtained lies in the further development of the methodology for the conversion of megawatt-class gas turbine plants to hydrogen and hydrogen-containing fuels.

În prezent, este evidentă o tendință ascendentă în domeniul studierii proceselor de ardere a hidrogenului în camerele de ardere ale centralelor electrice cu turbine cu gaz de utilizare terestră. Utilizarea hidrogenului pur în calitate de gaz combustibil ar rezolva problema decarbonizării mediului. Una dintre problemele emergente constă în asigurarea unei combustii stabile a acestor combustibili în camerele de ardere ale diferitelor aplicații. Revizuirea informațional-analitică a studiilor a arătat că există un număr mare de rezultate teoretice și experimentale privind difuzarea și arderea omogenă a hidrogenului și a combustibililor care conțin hidrogen în diverse arzătoare și camere de ardere, care nu fac parte din centralele electrice cu turbine cu gaz existente. Scopul acestei lucrări constă în analiza comparativă a caracteristicilor gazodinamice și de emisie ale arderii componentelor hidrogen-aer și metan-aer pe baza rezultatelor simulării numerice a unei camere de ardere convertibile a unei microcentrale electrice cu turbină cu gaz de 75 kW. Acest obiectiv este atins prin simularea numerică a combustiei prin difuzie a hidrogenului și a metanului cu aer într-o cameră de ardere convertibilă. Cel mai important rezultat al lucrării este obținerea izosuprafeței flăcării, ceea ce a permis obținerea condițiilor pentru o combustie stabilă sub forma criteriului Damköhler și a raportului dintre viteza de la mijlocul secțiunii și viteza de combustie turbulentă. Semnificația rezultatelor obținute constă în dezvoltarea ulterioară a metodologiei de conversie a instalațiilor de turbine cu gaz de clasa megawați la hidrogen și combustibili care conțin hidrogen.

В настоящее время очевиден восходящий тренд в области изучения процессов горения водорода в камерах сгорания газотурбинных энергоустановок наземного применения. Имеются данные натурных испытаний о том, что в современных газотурбинных энергоустановках можно использовать водород в качестве 30-ти % добавки к метану без изменения геометрических и режимных параметров узлов и агрегатов. Использование чистого водорода в качестве топливного газа позволило бы решить проблемы декарбонизации окружающей среды. Одной из возникающих проблем является изучение устойчивого горения таких топлив в камерах сгорания различного применения. Информационно-аналитический обзор исследований показал, что имеется большое количество теоретических и экспериментальных результатов по диффузионному и гомогенному горению водорода и водородосодержащих топлив в различных горелках и камерах сгорания, которые не являются составной частью имеющихся газотурбинных энергоустановок. Целью данной работы является сравнительный анализ газодинамических и эмиссионных характеристик горения компонентов водород-воздух и метан-воздух по результатам численного моделирования конвертируемой камеры сгорания микрогазотурбинной энергоустановки мощностью 75 кВт. Поставленная цель достигается численным моделированием диффузионного горения водорода и метана с воздухом в конвертируемой камере сгорания. Наиболее существенным результатом работы является получение изоповерхности пламени, которое позволило получить условия устойчивого горения в виде критерия Дамкелера и отношения миделевой скорости к скорости турбулентного горения. Значимость полученных результатов состоит в дальнейшей разработке методологии перевода газотурбинных установок мегаваттного класса на водородные и водородсодержащие топлива. Получены распределения температуры, миделевой скорости, скорости турбулентного горения, коэффициента избытка воздуха, концентрации окислов углерода и азота по объему и выходному сечению камеры сгорания. С использованием модели горения Partially Premixed Combustion получены изоповерхности пламени и его положение в камере сгорания, которые позволили сформулировать рекомендации по организации устойчивого горения.