C. Hassa, L. Voigt, M. Schroll, J. Heinze, C. Willert, I. Bagchi

Es werden Messungen von Geschwindigkeit und Temperatur am Austritt eines Magerbrennkammer-Sektors vorgestellt, der in Teillast ungestuft bei realistischen Bedingungen betrieben wird. Die eingesetzten Verfahren sind die Particle Image Velocimetrie und die Laser-induzierte OH Fluoreszenz. Das Geschwindigkeitsfeld weist am Austritt noch die Drehbewegung auf, die von den Drallerzeugern der Magerbrenner induziert wird. Durch die Wärmefreisetzung des Pilotbrenners wird diese im Vergleich zur isothermen Strömung noch verstärkt, während der Turbulenzgrad im Gegensatz dazu kleiner wird. Die turbulenten Längenmaße, die aus den momentanen Geschwindigkeitsfeldern abgeleitet wurden, deuten auf eine Präzessionsbewegung des Brennerwirbels hin. Die Temperaturmessungen zeigen eine Temperaturerhöhung im gesamten Querschnitt und demonstrieren so die turbulente Durchmischung des Rauchgases der Pilotverbrennung. Jedoch verbleibt ein heißer Kern im Zentrum des Sektors. Diese Informationen dienen dem verbesserten Verständnis des hochenergetischen Übergangs zwischen Brennkammer und Turbine und bilden somit auch einen Beitrag zur Vermeidung von Effizienzverlusten von Triebwerken mit Magerbrennkammern.

Measurements of velocity and temperature at the outlet of a lean-burn combustion chamber sector are presented. This sector operates at partial load without staging under realistic conditions. The methods employed are particle image velocimetry and laser-induced OH fluorescence. The velocity field at the outlet still exhibits the rotational motion induced by the swirl generators of the lean burners. This rotation is further intensified by the heat release from the pilot burner compared to the isothermal flow, while the turbulence intensity decreases. The turbulent length measurements derived from the instantaneous velocity fields indicate a precession motion of the burner vortex. The temperature measurements show a temperature increase across the entire cross-section, thus demonstrating the turbulent mixing of the flue gas from the pilot combustion. However, a hot core remains in the center of the sector. This information serves to improve the understanding of the high-energy transition between the combustion chamber and the turbine and thus also contributes to avoiding efficiency losses in engines with lean combustion chambers.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2018, Friedrichshafen

Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn, 2018

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 10 Seiten

urn:nbn:de:101:1-2018122111590467735614

10.25967/480105

Luftfahrtantriebe, Magerverbrennung, Brennkammer-Turbinen Interaktion, Lasermesstechnik

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Hassa, C.; Voigt, L.; et al. (2018): Optische Messung von Geschwindigkeit und Temperatur am Austritt einer Magerbrennkammer unter realistischen Betriebsbedingungen. Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V.. (Text). https://doi.org/10.25967/480105. urn:nbn:de:101:1-2018122111590467735614.

21.12.2018