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Optischer-Hochdruck-Zerstäuber-Prüfstand (OHZ)

Am OHZ kann die Aufbereitung von flüssigem Kerosin in neuentwickelten Brenner genauer untersucht werden. Zerstäubung, Verdampfung und Mischung von flüssigem Kraftstoff werden dabei entscheidend durch Strömung und die für Brennkammer typischen hohen Betriebsdrücke und Temperaturen beeinflusst. Genau für diese Betriebsbereiche wurde der OHZ mit seiner Messtrecke OSSI (Optical-Swirling-Spray-Injector) ausgelegt. Das eingebrachte Kerosin wird im Abgasstrang katalytisch nachverbrannt. Die Hochdruckfenster ermöglichen die Anwendung zahlreicher laser-optischen Messmethoden. Dadurch konnten mit diesem Prüfstand bereits einmalige experimentelle Daten gewonnen werden, welche Eingang in die Auslegungspraxis mehrerer europäischer Triebwerksfirmen gefunden haben. Außerdem werden die veröffentlichten Datensätze von verschiedenen Forschungspartnern zur Validation ihrer numerischen Modellansätze herangezogen.
 

ALLGEMEINE DATEN

• Standort: Köln-Porz, Institut für Antriebstechnik
• Eröffnung: 1993, Modernisierung: 2014
   

TECHNISCHE DATEN

• Statischer Druck 25 bar
• Vorwärmtemperatur der Luft 850 K
• Luftmassenstrom 1,5 kg/s
• Kraftstoffmassenstrom 10 g/s
• Katalytische Nachverbrennung
• Optische Messtechniken:
  • Particle-Image-Velocimetry (PIV)
  • Laser-Doppler-Anemometry (LDA)
  • Phase-Doppler-Anemometry (PDA)
  • Kerosin-LIF
  • Mie-Streuung
  • Tomographic Shadowgraphy
     

ANWENDUNGSGEBIETE

• Optische Untersuchung von Zerstäubungsvorgängen in Triebwerksbrennern unter luftfahrtrelevanten Betriebsbedingungen (reale Drücke, reale Temperaturen, Originalkraftstoffe)  
  • Brennernahes Strömungsfeld
  • Tropfengrößenverteilung & Tropfengeschwindigkeiten
  • Sprayplatzierung
  • Transiente Tropfengeschwindigkeiten
  • 3D- Spraytrajektorien
  • Verteilung Kraftstoffdampf
• Bereitstellung von experimentell ermittelten Randbedingungen des Kraftstoffsprays für Brennkammersimulationen
• Erprobung von SLM-Brennern und Brennkammerelementen