Atmosphärischer Verbrennungsprüfstand für flüssige Kraftstoffe mit besonders großer, optischer zugänglicher Brennkammer
Die hervorragende optische Zugänglichkeit erlaubt mit den installierten Kamera- und Lasersystemen auch die Untersuchung und Vermessung von längeren Flammen und Reaktionszonen.
Atmosphärischer Verbrennungsprüfstand für flüssige Kraftstoffe mit optischer zugänglicher Brennkammer und aufgebauter Lasermesstechnik
In dem atmosphärischen Prüfstand werden Verbrennungseigenschaften und Phänomene bei der Verbrennung von flüssigen Kraftstoffen untersucht. Dafür kommen unter anderem Laser-basierte Messmethoden zum Einsatz.
Die atmosphärischen Verbrennungs-Prüfstände des Instituts werden für verschiedene Zwecke genutzt: Hier können zum einen Mikrogasturbinen-Brennkammersysteme unter realen Brennkammereintrittstemperaturen untersucht und hinsichtlich ihres allgemeinen Betriebsverhaltens charakterisiert werden.
Die Prüfstände werden aber teilweise auch so konfiguriert, dass mit einer bestimmten Brenner-/Düsenkonfiguration Verbrennungsphänomene sehr detailliert untersucht werden können. Ein weiteres Anwendungsfeld ist die Entwicklung und Optimierung von Brennerkonfigurationen, die in Folgeschritten dann bei erhöhtem Druck untersucht werden
Der Aufbau der Prüfstände unterscheidet sich deshalb in wesentlichen Punkten: Die für die Verbrennung verwendete Luft wird oft elektrisch aufgeheizt, um die reale Brennkammereintrittstemperatur der abgebildeten Gasturbine zu erreichen. Das können wenige 100 °C bis hin zu 800 °C im Falle einer rekuperierten Mikrogasturbine sein. Als Brennstoffe werden Erdgas, Kerosin, Methanol und weitere Gase wie beispielsweise Wasserstoff, Synthesegase oder Holzgas eingesetzt. Die Verbrennungsreaktion findet dann an allen Prüfständen in einer optisch zugänglichen Brennkammer statt. Hier sind die Brennkammerwände nicht aus Metall, sondern aus Quarzgläsern, sodass die Flamme genau beobachtet und untersucht werden kann.
Zur Basisausstattung bei der Messtechnik gehören neben verbauten Thermoelementen und Drucksensoren in der Regel eine Abgasanalytik zur Erfassung von Schadstoffen, Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid sowie eine OH*-Chemilumineszenz Kamera zur Erfassung der Form, Ausbreitung und Lage der Flammenform. Je nach wissenschaftlicher Fragestellung kommen zusätzlich zahlreiche weitere optische oder Laser-basierte Messverfahren zur Anwendung. Für diese detaillierteren Studien kommen zumeist Brenner mit einer typischen Leistung von 10 - 50 kW zum Einsatz, und zwar in Jet- wie auch Drall-stabilisierten Konfigurationen.
