Johann Georg Wäsle - Lehrstuhl für Thermodynamik - TUM

Motivation und Ziele
reduziert die Stickoxidbildung.
Drallerzeuger
Lanze
Brennstoff-Luft-
Gemisch
Rückströmzone Geschwindigkeitsfeld
Düse
Innere
Scherschicht
Verdrallte Strömung
Erdgasflamme
Abbildung 1.1: Skizze des TD1-Drallbrenners mit Geschwindigkeitsfeld und
fotografischer Aufnahme einer Erdgasflamme.
Den Vorteilen stehen die bei Vormischflammen aufgrund der konzentrierten
Wärmefreisetzung hohe Empfindlichkeit des Verbrennungssystems für thermoakustische
Instabilitäten sowie die mit der großen Leistungsdichte zusammenhängende
Lärmemission als Nachteile gegenüber. Letztere kann durch
Wechselwirkung mit der Systemthermoakustik auch für das nicht selbsterregte
System bereits erhebliche Druckamplituden hervorrufen, die im Hinblick
auf Bauteilermüdung relevant sind. Außerdem können Luftzahlschwankungen
auftreten, die das Schadstoffemissionsverhalten negativ beeinflussen.
Für die Neuentwicklung von Gasturbinen und deren Brennersysteme sind
deshalb Werkzeuge notwendig, die es ermöglichen, das Systemverhalten bereits
in der Entwurfphase zu analysieren und zu optimieren. Gemäß den üblichen
Entwicklungsprozessen sind solche Werkzeuge für die Vorhersage von
Verbrennungslärm in verschiedener Komplexität nötig, die von integralen
Skalierungsregeln bis zu Feldmethoden reichen.
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