Zum Einfluss einer Pilotierung auf das Strömungsfeld und die Flammenstabilisierung in Gasturbinenbrennkammern:
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Berlin
Logos-Verl.
2013
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| Series: | Forschungsberichte aus dem Institut für Thermische Strömungsmaschinen
56 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS DER ABBILDUNGEN IV
SYMBOLVERZEICHNIS VI
SUMMARY X
1 EINLEITUNG 1
1.1 ZIELE DER ENTWICKLUNG VON VERBRENNUNGSSYSTEMEN IN GASTURBINEN 1
1.2 PILOTIERTE DRALLSTABILISIERTE MAGERE VORMISCHVERBRENNUNG 3
1.3 ZIELSETZUNG DER ARBEIT 5
2 PROBLEMSTELLUNG UND KENNTNISSTAND 7
2.1 BESCHREIBUNG UND FUNKTION MAGER VORGEMISCHTER VERBRENNUNGSSYSTEME
.... 7
2.1.1 MAGERE VORMISCHVERBRENNUNG 8
2.1.2 FLAMMENSTABILISIERUNG DURCH AUFGEPLATZTE DRALLSTROEMUNGEN 9
2.1.3 PILOTIERUNG (GESTUFTE VERBRENNUNG) 12
2.2 VEROEFFENTLICHUNGEN ZUR WEITERENTWICKLUNG MAGER VORGEMISCHTER
VERBRENNUNGS
SYSTEME 13
2.2.1 FLAMMENSTABILISIERUNG 13
2.2.2 PILOTIERTE VERBRENNUNG 18
2.2.3 THERMOAKUSTIK 20
2.2.4 STICKOXIDEMISSIONEN TEILWEISE VORGEMISCHTER BRENNGASE 23
2.3 VORGEHENSWEISE IM RAHMEN DER VORLIEGENDEN ARBEIT 25
3 SYSTEMATIK ZUR STABILISIERUNG PILOTIERTER DRALLFLAMMEN 27
3.1 ISOTHERME DRALLSTROEMUNGEN 28
3.1.1 DRALL IN ROHRSTROEMUNGEN 28
3.1.2 DRALL
STROEMUNGEN IN
BRENNKAMMERN 29
3.1.3 EINFLUESSE DER BRENNKAMMERGEOMETRIE AUF DAS WIRBELAUFPLATZEN . ...
33
3.2 FLAMMENSTABILISIERUNG IN DRALLSTROEMUNGEN 37
3.2.1 SYSTEMATIK ZUR FLAMMENLAGE IN DRALLSTROEMUNGEN 37
3.2.2 RUECKWIRKUNGEN DER FLAMME AUF DAS WIRBELAUFPLATZEN 39
3.2.3 RUECKWIRKUNGEN DER FLAMME UND IHRER LAGE AUF FLAMMENSCHWINGUNGEN 44
3.3 BRENNEIGENSCHAFTEN RELEVANTER GASGEMISCHE 45
3.3.1 STOECHIOMETRIE, HEIZWERT UND FLAMMENTEMPERATUR 46
3.3.2 SELBSTZUENDZEIT 48
3.3.3 LAMINARE BRENNGESCHWINDIGKEIT UND VERLOESCHGRENZE 51
3.3.4 TURBULENTES ZEITMASS DER VERBRENNUNG 53
3.4 AUSWIRKUNG VON PILOTGAS . . . 56
3.5 ZUSAMMENFASSUNG UND EXPERIMENTELLER ANSATZ 58
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II
INHALT
4 PRUEFSTAND: AUFBAU UND BETRIEB 61
4.1 GESTALTUNG DES PRUEFSTANDS ALS MODELLSYSTEM FUER DIE MAGERE
GASTURBINENVER
BRENNUNG 61
4.2 BRENNER 65
4.3 BRENNKAMMER 67
4.4 GEOMETRIE- UND BETRIEBSPARAMETER 69
4.5 INSTRUMENTIERUNG UND EXPERIMENTELLE ZUGAENGE 71
4.5.1 UEBERWACHUNG DES BETRIEBSZUSTANDS 71
4.5.2 SONDENMESSUNGEN IM BRENNRAUM 72
4.5.3 OPTISCHER ZUGANG FUER PUNKTMESSUNGEN (LDA) 73
4.5.4 EXTRAKTIVE EMISSIONSMESSUNG 74
4.5.5 FLAECHIGER ZUGANG FUER FOTOGRAFIE UND CHEMILUMINESZENZ-AUFNAHMEN .
74
4.6 UNSICHERHEITEN DER BETRIEBSGROESSEN 75
4.6.1 UNSICHERHEIT UND ZEITLICHE SCHWANKUNG DER MESS- UND REGELGROESSEN .
76
4.6.2 VARIABILITAET DER EIGENSCHAFTEN DER EDUKTE 77
4.6.3 UNSICHERHEIT DER CHEMISCHEN ZEITMASSE 82
5 MESSTECHNIK 83
5.1 CHEMILUMINESZENZ - ABBILDUNG 83
5.1.1 OPTISCHE ABBILDUNG 83
5.1.2 INTERPRETATION VON CHEMILUMINESZENZ-AUFNAHMEN 85
5.2 LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE 87
5.2.1 LDA IN BRENNKAMMERN 88
5.2.2 EIGENSCHAFTEN DES VERWENDETEN MESSSYSTEMS 88
5.3 TEMPERATURMESSUNG : . 91
5.3.1 THERMOELEMENTSONDE UND MESSWERTERFASSUNG 91
5.3.2 BESTIMMUNG DER GASTEMPERATUR UND QUEREINFLUESSE 93
5.3.3 DISKUSSION DES KORREKTURVERFAHRENS UND DER MESSFEHLER 96
5.4 EMISSIONSMESSTECHNIK 98
5.5 EIGNUNG UND EINSATZ DER MESSTECHNIK 99
6 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE 101
6.1 VERGLEICH ISOTHERMER MIT REAGIERENDER STROEMUNG IM AUSLEGUNGSFALL 101
6.1.1 KOHAERENTE STRUKTUREN 104
6.1.2 FLAMMENPOSITION IM AUSLEGUNGSFALL 104
6.2 VORMISCH VERBRENNUNG MIT UND OHNE PILOTGAS 107
6.2.1 FAELLE MIT LECKAGELUFT: DETEKTION ZWEIER STROEMUNGSFELDER 107
6.2.2 BETRIEBSZUSTAENDE MIT ZWEI STROEMUNGSFORMEN 109
6.2.3 UEBERGAENGE UND FLAMMENPOSITION 111
6.3 DYNAMISCHE STABILITAET IN DEN BEIDEN STROEMUNGSFELDERN 114
6.4 SCHADSTOFFEMISSIONEN 116
6.5 AUSWIRKUNGEN AUF DIE WANDBELASTUNG UND DIE VERBRENNUNG IM ECKWIRBEL
. . 117
6.5.1 THERMISCHE BELASTUNG DER BRENNKAMMERWAND 117
INHALT III
6.5.2 MESSTECHNIK: INDIREKTE DETEKTION DER STROEMUNGSFORM 119
6.5.3 WAERMEFREISETZUNG IN DER AEUSSEREN SCHERZONE 120
6.6 TRANSITION ZWISCHEN WEITER UND ENGER STROEMUNGSFORM 121
6.6.1 TRANSITION BEI AENDERUNG DES AEQUIVALENZVERHAELTNISSES 122
6.6.2 ENGES STROEMUNGSFELD TROTZ PILOTIERUNG 122
6.7 UNTERSUCHUNGEN MIT WASSERSTOFFHALTIGERN BRENNSTOFF 124
6.7.1 VERBRENNUNGSEIGENSCHAFTEN WASSERSTOFFHALTIGER BRENNGASE 125
6.7.2 FLAMMENSTABILISIERUNG BEI VARIIERTEM CHEMISCHEM ZEITMASS 129
7 UEBERLEGUNGEN ZUR VERBESSERUNG PILOTIERTER VERBRENNUNGSSYSTEME 135
7.1 EINFLUSS DER PILOTIERUNG AUF DIE STATISCHE STABILITAET 135
7.2 EINMISCHUNG DES PILOTGASES 136
7.3 ZIELKONFLIKT BEI DER AUSLEGUNG VON MAGEREREN VERBRENNUNGSSYSTEMEN
137
7.4 VORHERSAGBARKEIT, NUMERISCHE STROEMUNGSSIMULATION 137
7.5 EINFLUSS DER WANDKUEHLUNG AUF DIE FLAMMENSTABILISIERUNG 138
8 ZUSAMMENFASSUNG 139
ANHANG 141
A.L KENNGROESSEN ZUR BESCHREIBUNG MAGERER VORMISCHFLAMMEN 141
A.L.L ISOTHERME DRALLSTROEMUNG 141
A.L.2 VERBRENNUNG 142
A.2 LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE IN BRENNKAMMERN 144
A.2.1 LDA BEI HOHEN FLUIDTEMPERATUREN 144
A.2.2 PARTIKEL 145
A.2.3 SIGNALAUSWERTUNG UND ZEITABHAENGIGE INFORMATIONEN 146
A.3 KOMPAKTE DARSTELLUNG DER GESCHWINDIGKEITS- UND TEMPERATURFELDER 149
LITERATUR 152
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| spelling | Färber, Jens 1977- Verfasser (DE-588)1048258459 aut Zum Einfluss einer Pilotierung auf das Strömungsfeld und die Flammenstabilisierung in Gasturbinenbrennkammern von Jens Färber Berlin Logos-Verl. 2013 XI, 163 S. Ill., graph. Darst. 24 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Forschungsberichte aus dem Institut für Thermische Strömungsmaschinen 56 Zugl.: Karlsruhe, Karlsruher Inst. für Technologie, Diss., 2013 Drallbrenner (DE-588)4754278-0 gnd rswk-swf Vormischflamme (DE-588)4188687-2 gnd rswk-swf Vormischbrenner (DE-588)4627317-7 gnd rswk-swf Flammenstabilität (DE-588)4154552-7 gnd rswk-swf Wirbelaufplatzen (DE-588)4189994-5 gnd rswk-swf Strömungsfeld (DE-588)4058078-7 gnd rswk-swf Gasturbine (DE-588)4019416-4 gnd rswk-swf Mageres Gemisch (DE-588)4114484-3 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Gasturbine (DE-588)4019416-4 s Vormischbrenner (DE-588)4627317-7 s Drallbrenner (DE-588)4754278-0 s Mageres Gemisch (DE-588)4114484-3 s Vormischflamme (DE-588)4188687-2 s Flammenstabilität (DE-588)4154552-7 s Wirbelaufplatzen (DE-588)4189994-5 s Strömungsfeld (DE-588)4058078-7 s DE-604 Forschungsberichte aus dem Institut für Thermische Strömungsmaschinen 56 (DE-604)BV035420840 56 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=027429600&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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