GuD-Kraftwerk: 500 MW auf einer Welle. Charakterisierung instationaerer dynamischer Flammenvorgaenge in Brennkammern mit 2D-Lasermesstechnik Abschlussbericht zum Vorhaben 3.1.3 C

Die Moeglichkeit, zeitlich und raeumlich hochaufloesende Lasermessverfahren an optisch zugaenglichen Brennkammern einzusetzen, eroeffnet ganz neue Aspekte fuer grundlegende Untersuchungen zu thermoakustischen Phaenomenen in Gasturbinen. Ziel dieses Vorhabens war es, mit planar anwendbaren Lasermessmethoden das mit thermoakustischen Vorgaengen gekoppelte Flammenverhalten zu untersuchen und Korrelationen zwischen flammenspezifischen Observablen und Brennkammerschwingungen abzuleiten. Dazu wurden in diesem Vorhaben zum einen bekannte Messverfahren auf eine selbsterregte Flamme mit Drall in einer gasturbinentypischen Konfiguration angewandt und zum anderen neue Lasermessverfahren fuer die spezifischen Anwendungsbeduerfnisse entwickelt. Insgesamt wurde ein umfassender Datensatz an einer gut definierten Doppeldrallflamme erstellt, der z.Zt. die umfangreichste Basis mit phasenkorrelierten Daten darstellt, die fuer die Validierung numerischer Simulationen thermoakustischer Vorgaenge zur Verfuegung steht. Dieser Datensatz umfasst Geschwindigkeitsmessungen, die Konzentrationsfelder von Radikalen (OH, CH, H_2CO), Informationen zur Waermefreisetzung aus OH*-Chemilumineszenzmessungen und CH-LIF-Messungen sowie flaechenhafte Temperaturverteilungen. (orig.)The applicability of laser-based measuring techniques with high temporal and spatial resolution for investigations in combustion chambers offers a promising potential for fundamental research on thermoacoustics in gas turbines. The aim of this project was to study thermoacoustic effects linked to the flame behaviour and to derive correlations between flame-specific quantities and oscillations in the combustion chamber. To reach this goal both established measuring techniques and modified, further developed ones were applied to a self-excited, swirling flame in a configuration typical for gas turbines. An extensive data set of a well defined, swirling flame has been generated which represents the most comprehensive basis of phase-correlated data at present. This data can be used for the validation of numerical codes to describe thermoacoustic phenomena. The data set comprises: velocity of flow field, concentration fields of radicals (OH, CH, H_2CO), information on the location of heat release from OH chemiluminescence and CH LIF, and 2D OH LIF temperature distributions. (orig.)Available from TIB Hannover: F03B750+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung und Forschung, Berlin (Germany)DEGerman