Der Prüfstand HBK-1 bildet die Versorgungs- und Betriebsumgebung für die Messstrecke BOSS („Big Optical Single Sector“). Bei dieser Messstrecke handelt es sich um einen optisch zugänglichen Druckprüfstand, der für Untersuchungen an mager betriebenen Brennern für zivile Luftfahrtantriebe von Rolls-Royce Deutschland unter Verwendung moderner laser-gestützter Messverfahren genutzt wird.
 Messstrecke BOSS |
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Optisch zugängliche Brennkammer |
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Laserdiagnostik-Aufbau am Prüfstand |
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Ziel dieser Untersuchungen ist ein besseres Verständnis des Zusammenwirkens von Strömungsfeld, Verbrennung und zwei-Phasen-Strömungen in Brennkammern mit pilotierten, unterstöchiometrisch („mager“) betriebenen Brennern. Ein fundiertes Verständnis dieser Vorgänge ist Voraussetzung für eine gezielte Weiterentwicklung und eine Verkürzung der Entwicklungszyklen des Triebwerksherstellers.
Forschungsthemen:
- Kraftstoffaufbereitung:
o Zerstäubung, Verdampfung, Dispersion
- Pilot/Hauptbrenner-Wechselwirkung:
o Strömungsfeld, Stabilisierung, Wärmefreisetzung
- Pilotbrenner-Performance:
o Lastbereich, Russproduktion
- Ausbrand
- Schadstoffemissionen
- Thermoakustische Stabilität
Zu den eingesetzten optischen Untersuchungsmethoden gehören u.a.
- Emissionsspektroskopie (OH, CH)
- Planare Mie-Streuung (Visualisierung der flüssigen Kraftstoff-Phase)
- Planare Laser-induzierte Fluoreszenz (PLIF) an Kerosin (Kraftstoff-Verteilung)
- PLIF an OH (Mischung, Reaktionszonen, Temperatur)
- Phasen-Doppler-Anemometrie (PDA): Spray-Diagnostik
- Particle Imaging Velocimetry (PIV): Strömungsfeld
- LDA (Laser-Doppler-Anemometrie): Strömungsfeld
Technische Daten des HBK-1
Features:
- Gasanalyse: NOx, CO, CO2, UHC, O2
- Traversiertisch zur präzisen Positionierung optischer Aufbauten
- Wassereinspritzung ins Abgas zur Reduzierung des Abgasgeschwindigkeit und damit des Geräuschpegels
- Hydraulisch betätigte Drossel zur Druckregelung unabhängig vom Massenstrom
- 3 elektrische Lufterhitzer, davon zwei für Brennerversorgung, einer für Fenster-Kühlluftstrom
Spezifikationen:
| P4max |
20bar |
| T3max |
900K |
| T4 |
2400K |
| Luft/Brennstoff-Verhältnis |
>20 |
| mBrennerluft (20bar, 900K) |
1.7kg/s |
| mFensterkühlluft (20bar, 900K) |
0.6kg/s |
| mLiner-Kühlluft (20bar, Umgebungstemp.) |
1.3kg/s |