Erhöhung der Brennstoffflexibilität von Vormischbrennern durch Beeinflussung der Wirbeldynamik:
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München
Dr. Hut
2012
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INHALTSVERZEICHNIS
NOMENKLATUR XI
1 EINLEITUNG 1
1.1 MOTIVATION 1
1.2 ZIELSETZUNG UND STRUKTUR DER ARBEIT 3
2 GRUNDLAGEN UND DESIGNANFORDERUNGEN 5
2.1 EIGENSCHAFTEN TURBULENTER DRALLSTROEMUNG 5
2.1.1 TURBULENTES STROEMUNGSFELD 5
2.1.2 REYNOLDS-ZAHL 10
2.1.3 WIRBELFORM, STRAHLFORM UND DRALLZAHL 10
2.1.4 (BRENNER-) DRUCKVERLUST UND DRUCKVERLUSTBEIWERT 16
2.2 AERODYNAMISCH STABILISIERTE VORMISCHVERBRENNUNG 18
2.3 RUECKSCHLAGSMECHANISMEN 22
2.3.1 FLAMMENRUECKSCHLAG IN DER KERNSTROEMUNG 22
2.3.2 FLAMMENRIICKSCHLAG IN DER WANDGRENZSCHICHT 24
2.3.3 FLAMMENRUECKSCHLAG DURCH VERBRENNUNGSSCHWINGUNGEN . . 27 2.3.4
RAMMENRUECKSCHLAG DURCH VERBRENNUNGSINDUZIERTES WIR BELAUFPLATZEN 2 8
2.4 EIGENSCHAFTEN DER BRENNGASE (CH4, SYNGAS, H2) 30
2.4.1 HEIZWERT UND WOBBE INDEX 30
2.4.2 ADIABATE FLAMMENTEMPERATUR 34
2.4.3 LAMINARE RAMMENGESCHWINDIGKEIT 35
2.4.4 TURBULENTE RAMMENGESCHWINDIGKEIT 39
2.5 DRALLBRENNERBAUARTEN 41
2.5.1 TD]-BRENNER 41
2.5.2 EV- UND AEV-BRENNER 42
2.6 EIGENSCHAFTEN VON VORMISCHBRENNERN 4 4
3 BRENNERKONZEPT 47
3.1 AERODYNAMIKKONZEPT 4 7
3.1.1 VERBRENNUNGSLUFTZUFUHR (PLENUM) 47
3.1.2 DRALLERZEUGER 4 8
V I I
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IMAGE 2
3.1.3 MISCHROHR 5 3
3.1.4 BRENNKAMMER 54
3.2 BRENNSTOFFEINDUESUNGSSTRATEGIE 56
3.2.1 SCHLITZEINDUESUNG 61
3.2.2 AXIALE EINDUESUNG 6 3
3.3 GESAMTKONZEPT 6 4
4 VERSUCHSANLAGE UND MESSTECHNIK 67
4.1 VERSUCHSSTAND UND PERIPHERIE 6 8
4.2 LASEROPTISCHE MESSVERFAHREN 71
4.2.1 PARTICLE IMAGE VELOCIMETRY (PIV) 71
4.2.1.1 PHYSIKALISCHES PRINZIP 71
4.2.1.2 MESSTECHNISCHE REALISIERUNG 7 3
4.2.1.3 AUSWERTUNG 7 4
4.2.2 LASERINDUZIERTE FLUORESZENZ (LIF) 7 5
4.2.2.1 PHYSIKALISCHES PRINZIP 7 6
4.2.2.2 MESSTECHNISCHE REALISIERUNG 77
4.2.2.3 AUSWERTUNG 79
4.3 WAHL DER MESSEBENEN 82
4.4 AEHNLICHKEITSBEDINGUNGEN UND UEBERTRAGBARKEIT 83
5 AERODYNAMIK 93
5.1 EXPERIMENTELLE CHARAKTERISIERUNG 9 3
5.1.1 VORUNTERSUCHUNGEN 9 4
5.1.1.1 AXIALSYMMETRIE DER STROEMUNG 94
5.1.1.2 SELBSTAEHNLICHKEIT DER STROEMUNG 9 6
5.1.2 DRALLERZEUGER 9 8
5.1.2.1 AXIALEINLASS 9 8
5.1.2.2 SCHLITZBREITE 103
5.1.3 MISCHROHR 106
5.1.4 A N - U N D ABSTROEMBEDINGUNGEN 111
5.1.4.1 QUERSCHNITTSSPRUNG BRENNERAUSTRITT I I I
5.1.4.2 ZYLINDRISCHES HUELLROHR 115
5.1.4.3 DIFFUSOR 117
5.1.5 SKALIERUNG 118
5.1.6 MEHRBRENNERANORDNUNG 122
5.1.6.1 QUERSCHNITTSSPRUNG BEI MEHRBRENNERANORDNUNGEN 123 5.1.6.2
BRENNERABSTAND 126
5.1.6.3 DIFFUSOR IN MEHRBRENNERANORDNUNG 127
V I I I
IMAGE 3
5.2 WEITERE ANALYSEN DER STROEMUNGSFELDER 129
5.2.1 REZIRKULIERENDER VOLUMENSTROM 129
5.2.2 FESTKOERPERWIRBEL UND PRAEZESSION DES WIRBELKERNS 132
5.2.3 SCHWANKUNGSGESCHWINDIGKEITEN 134
5.3 AUSWAHL DER OPTIMALEN BRENNERGEOMETRIE 136
6 BRENNSTOFFEINDUESUNG 137
6.1 EINDUESUNGSVARIANTEN 138
6.2 AUSWIRKUNG AUF DIE AERODYNAMIK 140
6.2.1 REFERENZMESSUNG 140
6.2.2 EINZELEINDUESUNGSMETHODEN 142
6.2.3 KOMBINIERTE EINDUESUNGSMETHODEN 145
6.3 EINFLUSS AUF DAS KONZENTRATIONSFELD 150
6.3.1 EINZELEINDUESUNGSMETHODEN 150
6.3.2 KOMBINIERTE EINDUESUNGSMETHODEN 162
6.3.3 UNTERSUCHUNGEN IM MISCHROHR 170
6.4 AUSWAHL DER BRENNSTOFFEINDUESUNG 174
7 VERBRENNUNG 175
7.1 PRUEFSTAND, MESSTECHNIK, VORGEHENSWEISE UND BRENNERMODELL . . . 175
7.2 ERGEBNISSE 181
7.2.1 ERDGAS, EXTERN VORGEMISCHT 181
7.2.2 CH4-H2 MISCHUNGEN UND 100% H2, EXTERN VORGEMISCHT . 184 7.2.3
CH4-H2 MISCHUNGEN UND 100% H2 MIT AXIALEINDUESUNG . 186 7.3 DISKUSSION
DER ERGEBNISSE 188
8 ZUSAMMENFASSUNG 195
LITERATURVERZEICHNIS 199
ABBILDUNGSVERZEICHNIS 211
TABELLENVERZEICHNIS 219
ANHANG 221
A.L LITERATURVERGLEICH Z U DEN LAMINAREN FLAMMENGESCHWINDIGKEITEN . 221
A.2 GESCHWINDIGKEITSPROFILE ANDERER BRENNERSYSTEME 222
A.3 NUMERISCHE BERECHNUNGEN 225
A.4 VERGLEICHSDATEN BK1, BK2 UND BK3 227
A.5 STABILITAETSKARTEN ANDERER BRENNERSYSTEME 228
I X
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| spelling | Sangl, Janine Verfasser aut Erhöhung der Brennstoffflexibilität von Vormischbrennern durch Beeinflussung der Wirbeldynamik Janine Sangl 1. Aufl. München Dr. Hut 2012 XIV, 230 S. Ill., graph. Darst. 210 mm x 148 mm, 371 g txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Energietechnik Zugl.: München, Technische Univ., Diss., 2011 Drallbrenner (DE-588)4754278-0 gnd rswk-swf Flammenrückschlag (DE-588)4754282-2 gnd rswk-swf Vormischflamme (DE-588)4188687-2 gnd rswk-swf Wirbelaufplatzen (DE-588)4189994-5 gnd rswk-swf Wasserstoff (DE-588)4064784-5 gnd rswk-swf Synthesegas (DE-588)4058782-4 gnd rswk-swf Flammenstabilität (DE-588)4154552-7 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Flammenstabilität (DE-588)4154552-7 s Drallbrenner (DE-588)4754278-0 s Wirbelaufplatzen (DE-588)4189994-5 s Vormischflamme (DE-588)4188687-2 s Flammenrückschlag (DE-588)4754282-2 s Synthesegas (DE-588)4058782-4 s Wasserstoff (DE-588)4064784-5 s DE-604 Erscheint auch als Online-Ausgabe Sangl, Janine Erhöhung der Brennstoffflexibilität von Vormischbrennern durch Beeinflussung der Wirbeldynamik DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=024794745&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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