UNTERSUCHUNG EINES MAGERBRENNERS MIT FLUIDISCHEM ELEMENT ZUR ERWEITERUNG DES BETRIEBSBEREICHS

Abstract

In einer Zusammenarbeit zwischen DLR und JAXA wurde ein Magerbrenner mit fluidischem Element untersucht. Die Untersuchung erstreckte sich auf die Messung der effektiven Flächen der Drallkanäle des Brenners für die verschiedenen Schaltzustände und die damit verknüpften Drallzahlen, die Messung des isothermen Strömungsfeldes und der reagierenden Strömung in einer optisch zugänglichen Einzelsektorbrennkammer mit Laserspektroskopischen Verfahren. Die Durchflussmessungen zeigten, dass für einen Schaltmassenstrom von 3% durch das fluidische Element eine Verlagerung des Massenstroms in Höhe von 30% des Pilotmassenstroms erzielt werden kann. Der mit dem fluidischen Element verbundene Druckverlust geht mit einem Geschwindigkeitsverlust von ~ 20% an der Zerstäuberkante einher. Die Strömungsform des Hauptbrenners wird wenig, die des Pilotbrenners merklich beeinflußt. Insbesondere die Veränderung des pilotbezogenen Luft-Brennstoffverhältnisses in Richtung der Stöchiometrie bewirkte im untersuchten Leerlaufbetriebspunkt eine Beschleunigung der Reaktion und im Ergebnis einen besseren Ausbrand.