T - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

5. Schlussfolgerung
In dieser Studienarbeit wurde zunächst in einer Voranalyse der Einfluss der Geometrie, der
Drallerzeugerwinkel und des Druckabfalls auf das Strömungsfeld untersucht. Mit diesen Erkenntnissen
wurde dann ermittelt, wie sich das Strömungsfeld, das Luft-Brennstoffverhältnis
und der mittlere Sauterdurchmesser auf die Sprayablenkung auswirken. Die simulierten Ergebnisse
stellen ein gutes Abbild zur Realität dar. Dies wurde im vorherigen Abschnitt festgestellt.
Die wichtigen Erkenntnisse aus dieser Studienarbeit werden wie folgt zusammengetragen:
An Hand der Geschwindigkeitskomponente U konnte eine Unterteilung des Strömungsfeldes
in die zentrale und vergabelte Rezirkulation vorgenommen werden. Der Einfluss
des Druckabfalls äußert sich darin, dass sich mit steigendem Druckabfall die Geschwindigkeit
des Führungs- und Hauptluftstromes erhöht. Die Geometrie hat Einfluss auf
die Veränderung der Geschwindigkeit des Führungs- und Hauptluftstromes. Bei der zweiten
Geometrie wird die Geschwindigkeit des Führungsluftstromes, im Vergleich zur ersten Geometrie,
um etwa 10m/s verringert. Gleichzeitig erhöht sich die Geschwindigkeit des Hauptluftstromes
bei der zweiten Geometrie. Das hat Auswirkungen auf die Ausbildung der Rezirkulationszone,
welche bei der zweiten Geometrie deutlich ausgeprägter ist. Den größten
Einfluss auf die Gestalt des Strömungsfeldes hat die Wahl der Winkel der Drallerzeuger.
Besonders durch die Änderung des Winkels des ersten Drallerzeugers ändert sich die Gestalt
des Strömungsfeldes. So entsteht durch die Wahl eines Winkels von -45° immer ein
zentrales Rezirkulationsgebiet. Bei einem Winkel von -35° entsteht hingegen immer eine
vergabelte Rezirkulationzone. Auf die Ausbildung der Rezirkulationszone hat die Variation
des Winkels des dritten Drallerzeugers um 55° und 65° jedoch keine entscheidende Auswirkung.
Die Gestalt des Strömungsfeldes hat dagegen großen Einfluss auf die Spraygestalt.
Es wurde gezeigt, dass beim Eindüsen von Brennstoff in ein Strömungsfeld mit zentraler
Rezirkulation immer ein weiter Spraykegel und bei einer vergabelten Rezirkulation immer ein
schmaler Spraykegel entsteht. Es wurde außerdem aufgeführt, dass neben der Zentrifugalkraft
auch die Geschwindigkeitskomponente W die Ursache für die radiale Ablenkung der
Tropfen sein könnte. Der Einfluss des Luft-Brennstoffverhältnisses auf die Sprayablenkung
äußert sich in der Weite, wie der Spray in die Brennkammer eindringt. Je kleiner das Luft-
Brennstoffverhältnis ist, desto weiter dringen die Brennstofftropfen in die Brennkammer ein.
Es konnte auch festgestellt werden, dass der Einfluss der kinetischen Energie des Eindüsvorgangs
auf die Sprayablenkung gering ist. Letztlich wurde der Einfluss des mittleren Sauterdurchmessers
auf die Sprayablenkung untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass ein
größerer mittlerer Sauterdurchmesser dazu führt, dass die Tropfen weiter in die Brennkammer
hinein getrieben werden. Diese Tropfen folgen den Strömungsverlauf schlechter. Aus
diesen Erkenntnissen wurde auf die möglichen Ursachen des Sprungeffektes geschlossen.
50