Studienarbeit

Lehrstuhl und Institut für
Thermische Strömungsmaschinen
Universität Karlsruhe (T. H.)

o. Prof. Dr.-lng. Sigmar Wittig

7500 Karlsruhe 1, 18.08.1988
Kaiserstraße 12
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Am Institut für Thermische Strömungsmaschinen (lTS) befassen sich derzeit mehrere Forschungsvorhaben intensiv mit den zum Teil sehr komplexen Vorgängen in der Primärzone von Gasturbinenbrennkammern. Einer der Schwerpunkte liegt dabei auf der Untersuchung der Ausbreitung und Verdampfung der eingesetzten flüssigen Brennstoffe.

Eine Versuchsanlage zur Verifikation der theoretischen Modelle befindet sich augenblicklich im Aufbau: Das Verdampfungsverhalten von Brennstoffsprühstrahlen soll unter realistischen Randbedingungen mit laseroptischen Meßsystemen erfaßt werden. Infolge des polydispersen Charakters solcher Sprühstrahlen können die Meßergebnisse jedoch mit zusätzlichen Fehlertoleranzen behaftet sein.

Eine Möglichkeit, diese Fehler zu verringern, besteht in der Erzeugung eines monodispersen Tropfenkollektivs, sodaß alle Tropfen im Sprühstrahl denselben Anfangsdurchmesser aufweisen. Damit eine solche Lösung praktikabel wird, muß neben der Einhaltung der geforderten Durchmessertoleranz auch eine genügend große Anzahl von Tropfen erzeugt werden.

Diese Forderungen können nach dem augenblicklichen Kenntnisstand am ehesten durch die definierte Anregung des Zerfalls eines Flüssigkeitsstrahles erfüllt werden. Im einzelnen ergibt sich daher folgende Aufgabenstellung:

  • Durchführen einer Literaturstudie, um einen Überblick über mögliche Arbeitsweisen zur Erzeugung von Einzeltropfen zu erhalten.
  • Auswahl eines geeigneten Prinzips für die Tropfenerzeugung, unter Berücksichtigung einer späteren Anwendung in einer Modellbrennkammer.
  • Konstruktion eines ersten Tropfengenerators.
  • Inbetriebnahme des Tropfengenerators und Nachweis der geforderten Eigenschaften.