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Numerische Auslegung einer gestuften schadstoffarmen Flugtriebwerksbrennkammer

Koopman, Johannes, W.T. (2010) Numerische Auslegung einer gestuften schadstoffarmen Flugtriebwerksbrennkammer. DLR-Forschungsbericht. DLR-Forschungsbericht 2010-02, 147 S. Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Bibliotheks- und Informatioswesen.

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Abstract

In dieser Arbeit wurde eine axial gestufte Fluggasturbinen Brennkammer ausgelegt, deren Form und Einbauabmessungen der Brennkammer eines industriellen Flugtriebwerks ähnelt, jedoch ein neues Verbrennungskonzept hat: in der Hauptstufe magere, vorgemischte Verbrennung und in der Pilotstufe Fett-Mager-Verbrennung. Die Arbeit konzentrierte sich auf die numerische Optimierung der Mischungsqualität der Luftzumischung der Pilotstufe und deren Auswirkung auf die emittierten Stickoxide (NOx) der gesamten Brennkammer. Hierzu wurde ein chemisch-kinetisches Reaktionsschema, das Schemata zweier Literaturquellen kombinierte und zusätzlich die wichtigste CO-Oxidationsreaktion umfasste, im Postprocessing eingesetzt. Die Optimierung erfolgte mit einem kommerziellen CFD-Code. Die letztendlich in den einzelnen Zonen emittierte Menge des NOx hängt von der NOx-Bildungsrate und der Aufenthaltszeit in der Zone ab. Dadurch stellte sich ein zonaler Ausgleich der NOx-Emissionen heraus, sodass die NOx-Emission der gesamten Brennkammer für die einzelnen untersuchten Geometrieänderungen nicht sehr unterschiedlich war. Darüberhinaus zeigte sich im Gegensatz zur Auffassung verschiedener Autoren, dass die NOx-Emission der gesamten Brennkammer mit der Mischungsqualität nur schwach korrelierte.

Document Type:Monograph (DLR-Forschungsbericht)
Additional Information:Dissertation zur Erlangung des Grades Dokor-Ingenieur der Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum
Title:Numerische Auslegung einer gestuften schadstoffarmen Flugtriebwerksbrennkammer
Authors:
AuthorsInstitution or Email of Authors
Koopman, Johannes, W.T.Johannes.Koopman@dlr.de
Date:2010
Number of Pages:147
Publisher:Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., Bibliotheks- und Informatioswesen
ISSN:1434-8454
Status:Published
Keywords:Flugtriebwerksbrennkammer, Gasturbine, Auslegung, CFD, Stufung, magere Vormisch-verbrennung, Fett-Mager-Verbrennung, Mischungsoptimierung, Stickoxidemission
Institution:DLR, Institut für Antriebstechnik
Department:Brennkammer (BK)
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport (old)
HGF - Program:Aeronautics
HGF - Program Themes:Propulsion Systems
DLR - Research area:Aeronautics
DLR - Program:L ER - Engine Research
DLR - Research theme (Project):L - Combustion Chamber Technologies
Location: Köln-Porz
Institutes and Institutions:Institute of Propulsion Technology > Combustor
Deposited By: Johannes Koopman
Deposited On:15 Mar 2010 08:49
Last Modified:15 Mar 2010 08:49

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