Hochdruck-Brennkammer-Prüfstand 1
Der Verbrennungsprüfstand ist ein vollständig optisch zugänglicher Prüfstand zur Untersuchung von Brennkammern und Brennern für Flugtriebwerke und stationäre Gasturbinen. Der Prüfstand bildet dabei die Versorgungs- und Betriebsumgebung für verschiedene Messstrecken zur Untersuchung unterschiedlicher Brennkammerkonzepte wie Mager- und RQL-Brennkammern unter realistischen Betriebsbedingungen.
Der Hochdruck-Brennkammer-Prüfstand 1 (HBK1) bildet die Versorgungs- und Betriebsumgebung für verschiedene Messstrecken. Diese sind so ausgelegt, dass Gasturbinenbrenner in Originalgröße unter realistischen Betriebsbedingungen untersuchen zu können. So wird der HBK1 sowohl mit Einzelbrenner-Brennkammern, als auch mit Mehr-Brenner Sektoren betrieben. Alle Brennkammern weisen dabei nicht nur eine geometrische Ähnlichkeit zur originalen Betriebsumgebung auf, sondern auch die Aufteilungen an Kühl- Misch- und Sekundärluft analog zur Triebwerksbrennkammer.
Darüber hinaus sind die Brennkammern vollständig optisch zugänglich. Dadurch ist es möglich, die Vorgänge und Wechselwirkungen in allen Zonen und Bereichen der Brennkammer mit optischer Messtechnik zu erfassen, ohne das reagierende Strömungsfeld zu beeinflussen.
Durch die Möglichkeit, im HBK1 sowohl alle Luft- und Brennstoffmassenströme, als auch den Druck unabhängig voneinander regeln zu können, kann ein weites, umfassendes Betriebsfeld inklusive off-design Punkten abgedeckt und angesteuert werden. Neue technische Innovationen zur Minderung der Schadstoffbelastung in der Luftfahrt können im HBK1 sehr schnell in einer Technology Readiness Level (TRL)-4 Umgebung untersucht werden. Ermöglicht wird dies durch den Einsatz von modular aufgebauten Brennkammern, die mittels Laser-Schmelzverfahren (SLM) hergestellt werden.
Eigenschaften des Prüfstands
Technology Readiness Level 4
Volle optische Zugänglichkeit in allen Brennkammerzonen
Untersuchung anwendungsnaher Verbrennungssysteme bei realistischen Betriebsbedingungen
Betrieb von Einzelbrenner- und Multisektorbrennkammern
Einsatz von Laser Schmelzverfahren-gefertigten Brennkammern und Brennern
Flüssige- und gasförmige Brennstoffe inklusive Wasserstoff
Variable Aufteilung der vorgewärmten Luft
Forschungsthemen
Kraftstoffaufbereitung, Zerstäubung, Verdampfung, Dispersion
Pilot/Hauptbrenner-Wechselwirkung, Strömungsfeld, Stabilisierung, Wärmefreisetzung
Schadstoffbildung und Rußproduktion
Einmischung von Sekundär- und Mischluft
Brenner-Brenner-Interaktionen
Untersuchung der Brennkammeraustrittsparameter (= Turbineneintritt)
Ausbrand
Thermoakustische Stabilität
Messtechnik
Particle Image Velocimetry (PIV)
Laser-Doppler-Anemometrie (LDA)
Phase-Doppler-Anemometrie (PDA)
Kerosin-LIF
Mie-Streuung
Laser-induzierte Incandeszenz (LII)
Technische Daten
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Statischer Druck | 25 bar |
Vorwärmtemperatur der Druckluft | bis 900 K |
Luftmassenstrom | bis 4,5 kg/s vorgewärmt bis 10 kg/s Kühlluft gesamt |
Brennstoffe flüssig | Kerosin, SAF |
Brennstoffe gasförmig | Wasserstoff, Methan |
