Hochdruckprüfstand HiPOT

HiPOT Hochdruckbrennkammerprüfstand
Mit Hilfe des Hochdruck-Brennkammerprüfstand HiPOT können Verbrennungsprozesse unter realen Gasturbinen-Betriebsbedingungen in einer optisch zugänglichen Kammer untersucht werden.

Im High Pressure Optical Test Rig (HiPOT) lassen sich wie beim Hochdruckbrennkammer-Prüfstand Stuttgart (HBK-S) Brenner unter gasturbinentypischen Bedingungen betreiben und Verbrennungsphänomene detailliert untersuchen, also bei hohem Druck, hohen Turbulenzen und hohen Temperaturen sowie mit allen Brennstoffmischungen bis hin zu reinem Wasserstoff. Allerdings ist dieser Prüfstand von den geometrischen Abmessungen wesentlich kompakter als der HBK-S, weshalb für die Untersuchungen in aller Regel generische Brenner oder entsprechend skalierte Brenner zum Einsatz kommen.

Die handliche Größe des Prüfstands hat den großen Vorteil, dass die Messungen deutlich weniger aufwändig und deshalb kostengünstiger sind. Die spezielle Kombination aus Baugröße, Brennstoffflexibilität und Einsatzbreite ist ein absolutes Alleinstellungsmerkmal des HiPOT.

Dank des exzellenten optischen Zugangs können Verbrennungsphänomene nicht nur mit konventionellen Messmethoden, sondern ebenfalls mit moderner Laser-Messtechnik sehr detailliert analysiert werden. Hierdurch wird an einem verbesserten Verständnis von Teilaspekten technischer Verbrennung gearbeitet sowie Validierungsdatensätze erzeugt zur Unterstützung der Entwicklung numerischer Verbrennungssimulation.

HiPOT Hochdruckbrennkammerprüfstand mit aufgebauter Lasermesstechnik
Mithilfe von Lasern lassen sich unterschiedliche Messungen in der Flamme durchführen. Beispielsweise kann man so die Konzentrationen einzelner Spezies oder das Strömungsfeld vermessen werden.

Nachfolgend einige technische Daten zum High Pressure Optical Test Rig (HiPOT)

Infrastruktur und Messtechnik

Kennwerte, Ausstattung

Luftversorgung

20 bar, 2 x 0,2 kg/s, max. 800 K

O2 und CO2 als Oxidator/Zumischung möglich

Brennstoffversorgung

Erdgas, Erdgas/Propan, Synthesegas, Wasserstoff und deren Gemische

Heizöl, Kerosin

andere Brennstoffe nach Bedarf

Thermische Leistung

max. 300 kW

Flammentemperatur

Tfl > 2000 K möglich

Prüfstands-Messtechnik

Drucksensoren, Thermoelemente, Durchfluss-Messgeräte, GC, Abgasanalytik, Druckpulsationsmessung (10 kHz)

Optische Messtechniken

CARS, OH-Chemilumineszenz, Hochgeschwindigkeitsvisualisierung, LII, PIV, PLIF, Raman

Kontakt

Dr. Klaus Peter Geigle

Abteilungsleiter
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Institut für Verbrennungstechnik
Brennersysteme und Diagnostik
Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart

Dr. Oliver Lammel

Abteilungsleiter
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Verbrennungstechnik
Brennersysteme und Diagnostik
Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart