Konzept zur vorgemischten Verbrennung wasserstoffhaltiger Brennstoffe in Gasturbinen:
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| Published: |
München
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2012
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| Edition: | 1. Aufl. |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS XVIL
TIABELLENVERZELCHNLS XIX
SYMBOLVERZEICHNIS XXI
1 EINLEITUNG 1
1.1 PROJEKTHINTETGRUND U N D ZIEL DER ARBEIT 3
1.2 STRUKTUR DER ARBEIT 3
2 GRUNDLAGEN UND STAND DER TECHNIK 5
2.1 STAND DER TECHNIK 5
2.1.1 STABILISIERUNG VON FLAMMEN BEI VORGEMISCHTER STROEMUNG 6 2.1.2
HERAUSFORDERUNGEN DER SYNTHESEGASVERBRENNUNG 7 2.1.3
ENTWICKLUNGSRELEVANTE ERDGASVORMISCHBRENNER 16 2.2 TURBULENTE
DRALLSTROEMUNGEN U N D DEREN WIRBELDYNAMIK 20 2.2.1 GRUNDLAGEN
TURBULENTER STROEMUNGEN 21
2.2.2 DRALLZAHL U N D WIRBELARTEN 22
2.2.3 WIRBELSTAERKE 24
2.2.4 DIE WIRBELTRANSPORTGLEICHUNG 25
2.2.5 BESCHREIBUNG DES WIRBELAUFPLATZENS 28
2.3 FLAMMENRUECKSCHLAEGE IN VORGEMISCHTEN SYSTEMEN 31
2.3.1 HIRBULENTES RUECKBRENNEN GEGEN DIE KERNSTROEMUNG . . . 31 2.3.2
FLAMMENRUECKSCHLAG BEI VERBRENNUNGSINSTABILITAETEN . . . 31 2.3.3
VERBRENNUNGSINDUZIERTES WIRBELAUFPLATZEN (CIVB) . . . . 32 2.3.4
FLAMMENRUECKSCHLAG DURCH DIE WANDGRENZSCHICHT (WRS) 36 2.4 ENTSTEHUNG VON
STICKOXIDEN 42
2.5 AUSLEGUNGSKRITERIEN U N D STROEMUNGSFUEHRUNG 43
2.5.1 AUSLEGUNGSPARAMETER U N D -KRITERIEN FUER DAS BRENNKONZEPT 44 2.5.2
RESULTIERENDE RANDBEDINGUNGEN ZUR STROEMUNGSFUEHRUNG 46
IX
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IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3 BRENNERGEOMETRIE UND VERSUCHSANLAGE 49
3.1 BESCHREIBUNG DER BRENNERGEOMETRIE 49
3.1.1 DRALLERZEUGER 50
3.1.2 MISCHROHR 57
3.1.3 UBERGANG ZUR BRENNKAMMER 60
3.2 BESCHREIBUNG DES PRUEFSTANDS 61
3.3 BESCHREIBIMG DER VERSUCHSABLAEUFE 64
4 MESS TECHNIK 67
4.1 MESSUNG DER OH* -CHEMILUMINESZENZ 67
4.2 MESSUNG DER STROEMUNGSGESCHWINDIGKEITEN 70
4.2.1 MESSPRINZIP 70
4.2.2 MESSAUFBAU 72
4.2.3 KOPPLUNG VON HS-PIV-SYSTEM U N D BILDVERSTAERKTER KAMERA 74 4.3
MESSIMG MITTELS IONISATIONSSENSOREN 75
4.4 ABGASANALYSE 76
4.4.1 BESTIMMUNG DER LUFTZAHL 77
4.4.2 BESTIMMUNG DER NO X -KBNZENTRATION 78
5 BESCHREIBUNG DES BRENNERVERHALTENS IM STATIONAEREN BETRIEB 81 5.1
AUSWAHL U N D CHARAKTERISIERUNG DER ERDGASKONFIGURATION . . . . 81 5.1.1
AUSWAHL DER ERDGASKONFIGURATION 81
5.1.2 CHARAKTERISIERUNG DER ERDGASKONFIGURATION 85
5.2 BESCHREIBUNG DES STROEMUNGSFELDS OHNE VERBRENNUNG 89 5.2.1
SELBSTAEHNLICHKEIT DER STROEMUNG 89
5.2.2 EINFIUSS DER KOPFLUFT AUF DAS ISOTHERME STROEMUNGSFELD . . 91 5.2.3
EINFIUSS DES DIFIUSORS AUF DAS ISOTHERME STROEMUNGSFELD . 93 5.2.4
VERGLEICH DER ISOTHERMEN PIV-ERGEBNISSE MIT DEN WASSER KANALVERSUCHEN
95
5.3 EINFIUSS DER WASSERSTOFFVERBRENNUNG AUF DAS STROEMUNGSFELD . . 96
5.3.1 CHARAKTERISIERUNG DER KONFIGURATION KA OHNE DIFFUSOR . . 96 5.3.2
CHARAKTERISIERUNG DER KONFIGURATION K4 MIT DIFFUSOR . . . 100 5.4
ZWISCHENFAZIT 101
6 BESCHREIBUNG DES RUECKSCHLAGVERHALTENS 103
6.1 KONFIGURATION K4 OHNE DIFFUSOR 104
6.1.1 RUECKSCHLAGSMECHANISMUS 104
6.1.2 RUECKSCHLAGSDATEN U N D MODELLVERGLEICH 108
X
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
6.2 KONFIGURATION K4 MIT DIFFUSOR 109
6.2.1 RUECKSCHLAGSMECHANISMUS 109
6.2.2 RUECKSCHLAGSDATEN U N D MODELLVERGLEICH 116
6.3 EINFLUSS DER KOPFLUFT AUF DIE RUECKSCHLAGSCHARAKTERISTIK 119 6.3.1
KONFIGURATION MIT DIFFUSOR 119
6.3.2 KONFIGURATION OHNE DIFFUSOR 120
6.4 VERGLEICH DER RUECKSCHLAGSDATEN U N D RUECKSCHLUESSE 121 6.5
ZWISCHENFAZIT 123
7 OPTIMIERUNG DES MISCHUNGSPROFILS 125
7.1 AXIALE BRENNSTOFFEINDUESUNG 125
7.1.1 MISCHIMG UND NOX-MODELLIERUNG 127
7.1.2 EMISSIONSMESSUNGEN UND NOX-VERGLEICH 129
7.1.3 RUECKSCHLAGSMESSUNGEN 131
7.1.4 ZWISCHENFAZIT 136
7.2 SCHLITZHINTERKANTENEINDUESUNG 137
7.2.1 VERSCHLIESSEN DER BRENNSTOFFBOHRUNGEN 138
7.2.2 MESSERGEBNISSE 139
7.2.3 ZWISCHENFAZIT 142
7.3 SEKUNDAERLUFTEINDUESUNG IN DIE WANDGRENZSCHICHT 143
7.3.1 VERSUCHSAUFBAU U N D ERGEBNISSE 143
7.3.2 ZWISCHENFAZIT 150
7.4 KOMBINATION AUS SEKUNDAERLUFT- U N D OPTIMIERTER SCHLITZHINTER
KANTENEINDUESUNG 151
7.4.1 EINSEKUNDAERLUFTEINDUESUNGSSCHLITZ 151
7.4.2 ZWEISEKUNDAERLUFTEINDUESUNGSSCHLITZE 152
7.4.3 ZWISCHENFAZIT 156
8 ZUSAMMENFASSUNG 159
A N H A N G 163
A IONISATLONS8IGNAL BEI RUECKSCHLAG DURCH DIE WANDGRENZSCHICHT 165
B EINFLUSS DES QUERSCHNITTSPRUNGS 166
VERZEICHNIS BETREUTER STUDIENARBEITEN 167
LITERATURVERZEICHNIS 169
XI |
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