Flammenbeschleunigung in Drallströmungen

旋流中的火焰加速

• 批准号: 39175043
• 负责人: Professor Dr. Andreas Dreizler
• 金额: --
• 依托单位: Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik (RSM)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2006-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/39175043?language=en
• 关键词: Flammenbeschleunigung; Drallstr; mungen

Technische Verbrennungsprozesse nutzen zur Stabilisierung sowie zur Gewährleistung kompakter Wärmefreisetzungszonen verdrallte Strömungen. Der Übergang von kohärenten Strukturen, die in Drallerzeugern generiert werden, in Turbulenz ist ein komplexes instationäres sowie räumlich dreidimensionales Problem. Das Verständnis und eine numerische Beschreibung werden im Falle chemischer Reaktionen noch zusätzlich durch Wärmefreisetzung und vor allem Dichteänderungen erschwert. Obwohl verdrallte Strömungen und Drallflammen seit langer Zeit wissenschaftlich untersucht werden, ist eine zufriedenstellende numerische Simulation vor allem instationärer Prozesse wie dem Flammenrückschlag im Falle vorgemischter Brennstoff-Luft Systeme oder das Verbrennungs-induzierte Wirbelaufplatzen noch nicht quantitativ erfolgt und daher noch nicht ausreichend verstanden. Aufgrund der technologischen Relevanz aber ist eine optimierte numerische Beschreibung wie auch ein vertieftes Verständnis z.B. für die deterministische Auslegung von Mager-Brennverfahren unerlässlich. Ein erweitertes Verständnis setzt eine umfassende Untersuchung geeigneter Testfälle voraus. In diesem Vorhaben wird der durch verbrennungsinduzierte Wirbelaufplatzen verursachte Flammenrückschlag in einem Ringspalt untersucht. Dies stellt eine grundsätzlich andere Geometrie als offene oder eingeschlossene Wirbel dar, wie sie in den Teilprojekten 1 und 4 untersucht werden. Nachdem in der ersten Förderperiode Zustände kurz vor dem Rückschlag in einer hierfür geeigneten Ringspaltgeometrie untersucht wurden, soll in der zweiten Periode die Dynamik des Rückschiagens mit Hochgeschwindigkeitsmesstechnik genau analysiert werden. Um die Dynamik der im jeweiligen Einzelereignis sehr unterschiedlichen Flammenrückschlag zu untersuchen, ist eine hohe Zeitauflösung und eine hohe Wiederholrate notwendig, um das instationäre Phänomen des Rückschlags als Zeitsequenz zu erfassen und einer nachfolgenden Datenbearbeitung zugänglich zu machen. Es sollen die PIV bei Wiederholraten von bis zu 10kHz eingesetzt werden, um das Strömungsfeld konditioniert auf die momentane Flammenfläche zu bestimmen. Weiterhin soll die Temperatur ebenso bei hohen Wiederholraten punktweise oder ggf. auch entlang einer Linie zur Temperaturbestimmung gemessen werden. Neben Daten zur Validierung numerischer Simulationsrechnungen in den Teilprojekten 5 und 6 unterstützen diese Daten auch ein besseres Verständnis des Phänomens des verbrennungsinduzierten Wirbelaufplatzens mit anschließendem Flammenrückschlag.

Technische Verbrennungsprozesse nutzen zur Stabilisierung sowie zur Gewährleistung kompakter Wärmefreisetzungszonen verdrallte Strömungen。 Der Übergang von kohärenten Strukturen，死在 Drallerzeugern Generiert werden，Turbulenz ist ein koplexes instationäres sowie räumlich dreiDimensiones Problem。 Das Verständnis 和 eine numerische Beschreibung werden im Falle chemischer Reaktionen noch zusätzlich durch Wärmefreisetzung 和 vor allem Dichteänderungen erschwert。 Obwohl verdrallte Strömungen 和 Drallflammen seit langer Zeit wissenschaftlich untersucht werden, ist eine zufriedenstellende numerische Simulation vor allem instationärer Prozesse wie dem Flammenrückschlag im Falle vorgemischter Brennstoff-Luft Systeme oder das Verbrennungs-induzierte Wirbelaufplatzen noch nicht quantitativ erfolgt und daher noch nicht ausreichend verstanden。 Aufgrund der technologischen Relevanz aber ist eine optimierte numericsche Beschreibung wie auch ein vertieftes Verständnis z.B. für die demistische Auslegung von Mager-Brennverfahren unerlässlich。 Ein erweitertes Verständnis setzt eine umfassende Untersuchung geeigneter Testfälle voraus.在 diesem Vorhaben wird der durch verbrennungsinduzierte Wirbelaufplatzen verursachte Flammenrückschlag in einem Ringspalt untersucht。几何学是在 Wirbel 中使用的，它位于 1 和 4 的 Teilprojekten 中。 Nachdem 在 der ersten Förderperiode Zustände kurz vor dem Rückschlag in einer hierfür geeigneten Ringspaltgeometrie undersucht wurden, soll in der zweiten periode die Dynamik des Rückschiagens mit Hochgeschwindigkeitsmesstechnik genau analysiert werden. UM die Dynamik der im jeweiligen Einzelereignis sehr unterschiedlichen Flammenrückschlag zu untersuchen, ist eine hohe Zeitauflösung und eine hohe Wiederholrate notwendig, um das instationäre Phänomen des Rückschlags als Zeitsequenz zu erfassen und einer nachfolgenden Datenbearbeitung zugänglich zu machen。 PIV 的 Wiederholraten von bis zu 10kHz eingesetzt werden，um das Strömungsfeld konditioniert auf die momentane Flammenfläche zu bestimmen。 Weiterhin soll die Temperatur ebenso bei hohen Wiederholraten punktweise oder ggf. Auch entlang einer Linie zur Temperaturbestimmung gemessen werden.请在 5 和 6 项项目中验证数字模拟研究，以将其与 Flammenrückschlag 中的 verbrennungsinduzierten Wirbelaufplatzens 的现象进行比较。