Optische Messung von Geschwindigkeit und Temperatur am Austritt einer Magerbrennkammer unter realistischen Betriebsbedingungen

Abstract

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.