Strömung und Verbrennung in einem neuen Düsenkonzept für die magere Vormischverbrennung in Fluggasturbinen

Abstract

Auf Grundlage der Ergebnisse einer Literaturrecherche wird ein neues Vormischerkonzept entwickelt, mit dem Ziel einen möglichst hohen Vorverdampfungsgrad erreichen. Mit verschiedenen konventionellen und optischen Messtechniken werden das globale Betriebsverhalten und das reagierende Strömungsfeld bei atmosphärischen und realistischen Betriebsbedingungen charakterisiert. Anhand von Messergebnissen der Zwei-Phasen-Strömung, dem Gasströmungsfeld und der Temperaturverteilung wird das reagierende Strömungsfeld detailliert beschrieben. Dabei wird der Einfluss von Vorwärmtemperatur, Brennkammerdruck und Gemischstöchiometrie auf die Gemischhomogenisierung und Flammenstabilisierung herausgearbeitet. Einerseits erweitern die Interpretationen der Messergebnisse das Verständnis der Zwei-Phasen-Strömung innerhalb des Vormischers und der reagierenden Strömung in der Primärzone bei erhöhten Drücken. Andererseits wird auf Basis der Ergebnisse eine erste Bewertung des entwickelten Vormischers vorgenommen, und Optimierungsmöglichkeiten werden dargestellt. Für numerische Simulationen stellen die Ergebnisse einen umfangreichen Datensatz zur Überprüfung der Simulationsergebnisse dar.