Strömungs- und Verbrennungsdynamik eines drallstabilisierten Gasturbinenbrenners

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Beschreibung

In modernen Gasturbinenbrennkammern mit drallstabilisierten Vormischbrennern kann es zu selbsterregten Verbrennungsschwingungen kommen. Neben der Akustik der Gasturbine spielen dynamische Vorgänge in der Strömung und der chemischen Reaktion eine Rolle. Aufgrund der Komplexität dieser physikalischen Zusammenhänge
sind experimentelle Untersuchungen nach wie vor unerlässlich.
Im Rahmen dieser Arbeit wird gezeigt, dass ein Prüfstand mit einem breiten Parameterfeld – hinsichtlich der Strömung und der Verbrennung – thermoakustisch schwingende Betriebspunkte aufweist. Einige strömungs- und verbrennungsdynamische Eigenschaften der Brenner- bzw. Brennkammerströmung werden experimentell ermittelt.
Zur Beeinflussung bzw. Unterdrückung der Verbrennungsschwingungen werden zwei Methoden eingesetzt: 1. Durch Änderung der Resonanzfrequenz der Brennkammer wird die Akustik der Brennkammer verändert, so dass der Prüfstand nicht mehr schwingt ; 2. Eines Servoventil moduliert den Brennstoffmassenstrom derart, dass die Verbrennungsschwingung dadurch beeinflusst wird. Es wird gezeigt, dass beide Methoden über den gesamten Parameterbereich des Prüfstandes eingesetzt werden können.