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Systematic Numerical Investigations of Heat Exchangers Integrated Behind Propellers of Hybrid-Electric Propulsion Aircraft Configurations

Kirz, Jochen und Hübner, Andreas-Rene und Spinner, Sebastian (2023) Systematic Numerical Investigations of Heat Exchangers Integrated Behind Propellers of Hybrid-Electric Propulsion Aircraft Configurations. Deutscher Luft- und Raumfahrt Kongress 2023, 2023-09-19 - 2023-09-21, Stuttgart. doi: 10.25967/610201.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
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Offizielle URL: https://publikationen.dglr.de/?tx_dglrpublications_pi1[document_id]=610201

Kurzfassung

Hybrid-electric propulsion concepts have a great potential to reduce the overall emissions of aviation. For fuel cell applications heat exchangers are required to dissipate the waste heat produced by the fuel cell. The integration of heat exchangers has an impact on the aircraft aerodynamics which in turn is influencing the flow through the cooler duct. This paper applies a new method in the DLR TAU code to model a heat exchanger using the body force method in the Flowsimulator framework. Integrating heat exchangers behind propellers generally has the benefit that heat can be dissipated even at low aircraft velocities due to the propeller slipstream. This paper analyzes integration effects of a cooler placed behind a propeller. The cooler position behind the propeller and the cooler duct shape are varied by adjusting the length and cross-sections of the diffuser, heat exchanger, and the nozzle. The studies showed that the heat flux is mainly influenced by the outlet and inlet areas. The position of the components only has a minor impact on the heat flux but can be used to optimize the aerodynamic efficiency by avoiding flow separations and minimizing the drag. The results indicate that the slip stream can also have a negative effect on the cooler performance if the distance to the propeller is too low and local side slip angles get too high leading to flow separations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200961/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Systematic Numerical Investigations of Heat Exchangers Integrated Behind Propellers of Hybrid-Electric Propulsion Aircraft Configurations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kirz, JochenJochen.Kirz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1391-1271148632750
Hübner, Andreas-ReneAndreas.Huebner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0002-1928-5459148632751
Spinner, SebastianSebastian.Spinner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3661-6814148632752
Datum:29 November 2023
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.25967/610201
Status:veröffentlicht
Stichwörter:ybrid-electric; numerical simulation; propeller
Veranstaltungstitel:Deutscher Luft- und Raumfahrt Kongress 2023
Veranstaltungsort:Stuttgart
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:19 September 2023
Veranstaltungsende:21 September 2023
Veranstalter :DGLR
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L EV - Effizientes Luftfahrzeug
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Flugzeugtechnologien und Integration
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Transportflugzeuge
Hinterlegt von: Kirz, Jochen
Hinterlegt am:13 Dez 2023 11:50
Letzte Änderung:24 Apr 2024 21:01

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