I cicli combinati a gas naturale sono quasi unanimemente considerati la macchina migliore per produrre energia elettrica in ragione della loro elevata efficienza e del basso impatto ambientale, indotto soprattutto dall’utilizzo di un combustibile “pregiato”. Il progresso tecnologico delle turbine a gas vede nella ricerca di continui miglioramenti sulla combustione uno degli elementi qualificanti verso un utilizzo sempre più efficiente e pulito del metano. In tale contesto è stato definito il Work Package GASCOMB del Sottoprogetto GAS del Progetto GEN21. L’attività è condotta quasi interamente da Enel Produzione Ricerca. CESI ha partecipato alle fasi di definizione delle specifiche dell’attività ed alla valutazione dei risultati, anche al fine di un inquadramento ottimale nelle attività del sottoprogetto GAS. Il presente rapporto descrive l’applicazione di alcuni metodi di analisi delle immagini a diverse sequenze di fiamme premiscelate ed ibride, tutte caratterizzate da forti instabilità di combustione, registrate durante varie campagne di prove effettuate sull’impianto TAO (Turbogas ad Accesso Ottico), presso l’Area Sperimentale dell’Enel di Livorno. Con il termine “instabilità di combustione” ci si riferisce in particolare alle instabilità termoacustiche. L’attenzione è stata rivolta alla caratterizzazione di tali instabilità al fine di raccogliere elementi utili a definire una strategia di diagnostica precoce. A questo scopo si è ampliata la conoscenza sui meccanismi della combustione affiancando allo studio dei segnali temporali e spettrali, l’analisi di immagini registrate mediante una telecamera intensificata veloce. Fra i metodi utilizzati per l’analisi delle immagini, particolare attenzione è stata rivolta allo sviluppo della metodologia cosiddetta “Principal Component Analysis (PCA)”, sia nella versione “locale” che nella versione “globale”. I metodi sviluppati sono stati implementati in un pacchetto di calcolo che permette di operare in un unico ambiente di lavoro sia per la manipolazione che per l’elaborazione delle immagini raccolte. Come metodi avanzati di analisi della morfologia della fiamma, è stato in precedenza sviluppato e provato il cosiddetto approccio PCA (Principal Component Analysis), in versione locale. In questo rapporto viene descritto nel dettaglio un approccio di analisi spaziale, evolutivo rispetto al precedente, detto PCA globale, che consente una più completa informazione sulla dinamica spaziale della fiamma e una migliore identificazione complessiva, di tipo statico, dei modi spaziali dominanti. L’informazione ottenuta mediante il

metodo PCA globale viene mostrata attraverso la sua applicazione ad immagini provenienti dal combustore TAO, in diversi condizioni di instabilità, opportunamente selezionate da un database creato al fine di rendere immediato l’accesso alla numerosa quantità di dati sperimentali acquisiti (serie temporali, spettri, immagini).