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TU Berlin

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Simulation der pulsierenden Verbrennung unter erhöhten Drücken

Lupe [1]

Das Ziel des Projekts ist die vertiefte Untersuchung der Prozesse der pulsierenden, detonativen Verbrennung. Wesentlich für die technische Anwendung der pulsierenden Verbrennung ist eine schnelle und zuverlässige Transition von der Deflagration zur effizienteren Detonation (DDT). Im Experiment wurde eine zuverlässige DDT für eine spezielle Geometrie gefunden, bestehend aus einer Kammer, die durch eine konvergent-divergente Düse in das übrige Brennrohr übergeht. Die numerische Simulation findet die DDT bei des engsten Querschnitts als ein komplexes Wechselspiel verschiedener Phänomene, insbesondere von Flammenbeschleunigung und Stoß Fokussierung, was wiederum im Einklang mit gemessenen Drückdaten ist. Die zugrunde liegenden Phänomene sind stark abhängig von Schallgeschwindigkeit, Wärmefreisetzung und Eigenschaften der Flamme sowie von den Rand- und Startbedingungen, somit von der Gesamtheit der Stoffeigenschaften und den Betriebsbedingungen.

Die ablaufenden Prozesse sollen detailliert untersucht und insbesondere das Verhalten bei geänderten Betriebsbedingungen, speziell die Zuverlässigkeit der DDT bei hohen Drücken und Temperaturen, geklärt werden. Letzteres ist notwendig zur Auslegung der Gesamtmaschine, da die Brennkammer mit vorverdichteter Luft arbeiten wird. Über weitere Einblicke in die physikalischen Vorgange sollen mögliche Verbesserungen aufzeigt werden. Um die Abhängigkeit des Prozesses von verschiedenen Betriebsbedingungen darstellen zu können, muss die Beschreibung der Kinetik und der Gaseigenschaften diese Abhängigkeiten aufweisen. Dies wird durch nicht-konstante Wärmekapazitäten und eine detaillierte Chemie (Wasserstoff) ermöglicht. Der eigentliche DDT-Mechanismus wird ebenfalls zuverlässiger dargestellt. Die damit einhergehende Auflösung der Flamme erlaubt es auch, deren Interaktion mit Turbulenz genauer zu simulieren, womit insgesamt die Vorhersage-Qualität verbessert wird. Schließlich soll die Stickoxidproduktion mitsimuliert werden.

Mitarbeiter/innen

Julius Reiss (Prof. Dr. rer. nat.)

Mathias Lemke (Dr.-Ing.)

Mario Sroka (M.Sc.)

Sergio Bengoechea (M.Sc.)

Projektseite(n) [2]

SFB 1029

Fördergeber / Kennziffern

DFG SBF 1029/I A04

DFG SBF 1029/II A04

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