Untersuchung thermoakustischer Instabilitäten von Sprayflammen
Enrico Bärow
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Enrico Bärow, Untersuchung thermoakustischer Instabilitäten von Sprayflammen (2018), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832590338
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Beschreibung / Abstract
Gasturbinen und Flugtriebwerke müssen immer schärfere Emissionsgrenzwerte einhalten. Um dies zu erreichen, müssen unter anderem die Brennverfahren stetig verbessert werden. Das Lean-Direct-Injection-Konzept ist eines der aussichtsreichsten Brennverfahren, um Stickoxidemissionen zu minimieren. Im Gegenzug neigen derartige Brennkammern zu thermoakustischen Flammenschwingungen. In dieser Arbeit werden die Flammenschwingungen einer Lean-Direct-Injection-Brennkammer mit einer Sprayflamme untersucht. Es wird ein direkter Vergleich der beobachteten Flammenschwingung zwischen der Sprayflamme und diversen Gasflammen gezogen. Dies lässt eine unmittelbare Bewertung einzelner Teilmechanismen, wie der Mischung, der chemischen Eigenschaften des Brennstoffs, der Spraybildung, usw. zu. Um die Spraybildung unter oszillierenden Bedingungen besser zu verstehen, werden zudem detaillierte Untersuchungen an einem separaten Zerstäubungsprüfstand am gleichen Airblast-Zerstäuber durchgeführt. Diese Untersuchungen geben Aufschluss über das Antwortverhalten des Primärzerfalls sowie der Tropfenausbreitung innerhalb der Luftströmung.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- Symbole
- 1 Einleitung und Motivation
- 1.1 Auslegung von Verbrennungssystemen
- 1.2 Thermoakustische Schwingungen
- 1.3 Ziele dieser Arbeit
- 2 Wissenschaftlicher Kenntnisstand
- 2.1 Thermoakustische Verbrennungsinstabilitäten
- 2.2 Sprays in Brennkammern
- 2.3 Ziel und Vorgehen
- 3 Untersuchungen der Flammenschwingung
- 3.1 Düse
- 3.2 Versuchsprogramm
- 3.3 Vorgehen
- 3.4 Vergleich der Flammen
- 3.5 Phänomenologische Betrachtung instationärer Effekte
- 3.6 Visualisierung der Schwingungen
- 3.7 Vergleich der Flammenschwingungen
- 3.8 Interaktion der Schwingung mit den Flammen
- 4 Sprayantwortverhalten
- 4.1 Versuchsprogramm
- 4.2 Zerstäubung bei luftseitiger Schwingungsanregung
- 5 Zusammenfassung
- Literatur
- A Partikelfolgeverhalten