Experimental and numerical studies of mild combustion processes in model reactors

Lo scopo della tesi ਠstato lo studio del comportamento di reattori chimici elementari nelle condizioni tipiche della combustione “dolce”. L'attività  à¨ stata essenzialmente di tipo sperimentale ed ha riguardato sia lo studio cinetico e dinamico di un reattore in flusso a perfetta miscelazione sia la progettazione di un reattore tubolare sul quale approfondire il comportamento di flussi reagenti in condizioni di alta temperatura e alta diluizione. Lo studio ਠstato affiancato da un'accurata modellazione numerica che ha consentito di determinare gli stadi controllanti la cinetica di idrocarburi modello, come il metano e le sue miscele con idrogeno, nelle condizioni della combustione “dolce”. I risultati sperimentali hanno messo in luce l'insorgere di peculiari fenomeni di oscillazione della temperatura con una articolata fenomenologia di comportamenti dinamici. Sulla base di un confronto tra risultati sperimentali e numerici si sono individuati i meccanismi cinetici responsabili di questa fenomenologia. Quindi i risultati permettono da una parte la comprensione pi๠approfondita delle cinetiche di ossidazione del metano e dall'altra inducono l'individuazione delle condizioni operative in cui effettuare il processo di combustione “dolce”. Infatti tali regimi dinamici implicano una riduzione dell'efficienza del processo di combustione e un aumento della formazione di specie inquinanti. Inoltre ਠstato progettato e realizzato un reattore tubolare, considerando tutte le problematiche annesse alla necessità  di fronteggiare le alte temperature iniziali tipiche della combustione dolce e la miscelazione dei reagenti in queste estreme condizioni di lavoro. Tale configurazione reattoristica consentirà  l'approfondimento dello studio dell'ossidazione di idrocarburi e miscele-idrocarburi nelle condizioni tipiche della combustione dolce”.