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Anwendungen an technischen Verbrennungssystemen



 Mobile CARS-Anlage am Haken, beim Einsatz an einer Feuerungsanlage mit 300 KW thermischer Leistung.
zum Bild Mobile CARS-Anlage am Haken, beim Einsatz an einer Feuerungsanlage mit 300 KW thermischer Leistung.

Die Abteilung verfügt über mehrere mobile Laser-Messanlagen. Sie sind für den Einsatz an Verbrennungssystemen außerhalb des Labors konzipiert und werden für Messkampagnen im Kundenauftrag eingesetzt. Zwei mobile CARS-Anlagen sind für die Temperaturmessung in Einzelpulstechnik ausgelegt, wobei der bei der Verbrennung vorhandene Luftstickstoff als Indikatorgröße verwendet wird. Im Falle rußender Flammen wird die modifizierte Variante SV-CARS angewandt. Für die Untersuchung der Strukturen, der Stabilität und Verlöschgrenze von Flammen sowie zweidimensionaler Temperatur-, Spezies- und Rußverteilungen mit LIF-, Raman- und LII-Techniken stehen weitere mobile Anlagen zur Verfügung. LIF-Systeme mit Pulsraten größer 1 kHz sind ebenfalls als mobile Anlagen ausgelegt.
Im Folgenden sind einige Beispiele aufgeführt, die im Rahmen von nationalen und internationalen Projekten sowie im Kundenauftrag bearbeitet wurden.

  • Temperaturmessungen mit CARS an Erdgas- und Kohlestaub-gefeuerten Versuchsöfen mit 300 kW thermischer Leistung
  • CARS-Messungen zur Kalibrierung von Hochtemperatur-Absaug-Pyrometersonden an einem Erdgas/Sauerstoff-Brenner, der mit N2 dotiert war, bei einer thermischen Leistung von 1 MW
  • Untersuchungen an einer bei Atmosphärendruck mit Wasserstoff/Luft betriebenen Brennkammer für Hyperschallantriebe, wobei CARS zur Temperaturmessung und LIF für Stabilitäts- und Flammenstrukturtests eingesetzt wurden
  • Temperaturmessungen (CARS) und Flammenstrukturuntersuchungen (LIF) an einem Wasserstoff/Luft-betriebenem Ramjet-Brennkammersegment bei 3 bar Brennkammerdruck
  • Lasermessungen an Brennkammersegmenten für Fluggasturbinen bei Drücken bis 16 bar, um die Kraftstoffverteilung (LIF), die Flammenposition (LIF) und damit die Wandbelastung der Brennkammer sowie die Temperaturverteilung (CARS) zu charakterisieren
  • Messung der OH-Chemilumineszenz und OH-Fluoreszenz an neuartigen, technisch nutzbaren Brennerkonfigurationen zur Beurteilung des Stabilitätsverhaltens der Flamme, bei Drücken bis 20 bar
  • Axiale und radiale Temperaturverteilung (CARS) in einer Rohrbrennkammer, die mit Erdgas und Erdöl betrieben wurde
  • Flammenstruktur- und -stabilitätsuntersuchungen mit LIF an einer stufenstabilisierten Unterschallmessstrecke, die mit Methan betrieben wurde
  • Charakterisierung der Mischung und der Temperaturverteilung im Brennraum von seriennahen Otto-Motoren mit 2D-LIF
  • 1D-Raman-Messungen (längs einer Linie) zur Bestimmung der Verteilungen der Hauptspezies bei Verbrennungsschwingungen
  • 1D-Raman-Messungen in einem industriellen Gasturbinenbrenner zur Charakterisierung der Mischung und Turbulenz-Chemie-Wechselwirkung
  • 2D-Raman-Messungen (Sonderanwendung bei maximal 2 Spezies) an einem Kryo-Injektor-Prüfstand, um den Strahlzerfall und die Mischung bei überkritischen Bedingungen zu charakterisieren
  • Messung der Rußverteilung (LII) an einem Verbrennungskanal bei einem Betriebsdruck von 3 bar und einem Reaktor zur Erzeugung von Nanotubes
  • Ruß-Messungen mit LII an einer Flugtriebwerks-Modellbrennkammer bei Drücken bis 23 bar
  • Messung der Strömungsfelder in Gasturbinen-Modellbrennkamern mit PIV
  • Untersuchung zur Wiederzündung von Flugtriebwerken mit LIF in einem „Altitude-Relight“ Testrig

Arbeitsgebiete
Methodenentwicklung
Rußende Flammen
Thermoakustik
Alternative Brennstoffe
Standardflammen
Gasturbinen- Verbrennung
Anwendungen
Ausstattung
Verwandte Themen im DLR
Schadstoffe
Atom- und Molekülphysik
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