Measurement and Computation of Sound Emissions of Swirl Burners with different Burner Exits

不同燃烧器出口旋流燃烧器声发射的测量与计算

• 批准号: 5380811
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Henning Bockhorn
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Verbrennungstechnik (EBI vbt)
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Units
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2001-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5380811?language=en
• 关键词: Measurement; Computation; Sound; Emissions; Swirl

Untersuchungsgegenstand des Teilprojektes TP 2 ist der Einfluss kohärenter Strömungsstrukturen auf die Entstehung der Geräuschemission in turbulenten Drallströmungen mit überlagerter Verbrennung. Durch systematische Variation der konstruktiv veränderbaren Brennerparameter wie:- Luftzahl der Vormischung bzw. Gesamtluftzahl,- thermische Leistung,- eingestellte Drallstärke,- Art der Drallerzeugung,- Brennerauslassgeometrie,sollen qualitative und quantitative Aussagen über die Schallintensitäten sowie deren spektrale Verteilung der Strömungen bei unterschiedlichen Brennermerkmalen getroffen werden.Es werden dazu die verschiedenen Mechanismen der Geräuschentwicklung identifiziert, die bei Änderung der Brennerkonstruktion und der damit hervorgerufenen Erzeugung von charakteristischen Wirbelformen und Änderung der Mischungsintensität bei turbulenten, reagierenden Drallströmungen auftreten (Änderung der Radialverteilung der Tangentialgeschwindigkeitskomponente w). Mit unterschiedlichen konstruktiven Ausführungen der Drallerzeugung ergeben sich demnach geänderte radiale Verteilungen der Tangentialgeschwindigkeit mit charakteristischem, turbulenten Mischungs- und Reaktionsverhalten für die jeweiligen Versuchs- bzw. Brennerparameter. Bei dem verwendeten Drallbrenner können daher sowohl einfach als auch doppelt-konzentrisch verdrallte Strömungsfelder bzw. Drallflammen realisiert werden. Der Drall (bei doppelt verdrallter Strömung der äußere Drallerzeuger) kann dabei, bei gleichen geometrischen Abmessungen des Brenners, auf zwei unterschiedliche Arten erzeugt werden: zum einen mittels eines Axialschaufeldrallerzeugers und zum anderen durch Tangentialeinlass.Ein weiteres wesentliches Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung von Korrelationen zwischen der Schallemission - charakterisiert durch die Schallintensität sowie deren spektralen Verteilung - und der Entstehung und Abreaktion kohärenter Strömungsstrukturen. Es ist zu untersuchen, ob die im Strömungsfeld eventuell vorhandenen und abreagierenden kohärenten Strukturen die Geräuschemissionen turbulenter Diffusions- und Vormischdrallflammen verändern bzw. inwieweit sie nicht selbst für die Geräuschemissionen bei Verbrennung im Gegensatz zur Geräuschemission von nicht-reagierenden Fluidstrahlen verantwortlich sind. Für die Untersuchungen unter eingeschlossenen Bedingungen wird eine "passive" Brennkammer entwickelt, die einerseits realistische Randbedingungen für die Untersuchung an eingeschlossenen Drallflammen liefert; andererseits muss bei der Brennkammerentwicklung erreicht werden, dass es bei eingeschlossener Verbrennung nicht zur Entstehung energiereicher, periodischer Druck-/Flammenschwingungen durch resonanzbedingte Rückkopplung kommt. Das Ziel besteht somit in der Entwicklung einer resonanzarmen, "passiven" Brennkammer. Beim numerischen Arbeitsabschnitt werden ebenfalls verschiedene Geometrievarianten zur Drallerzeugung, in Abstimmung mit denen im experimentellen Teil verwendeten Drallbrennern, auf ihr Potenzial zur Geräuschentwicklung untersucht. Als numerisches Verfahren wird hierzu eine kompressible Formulierung der Large-Eddy-Simulation eingesetzt. In einem ersten Arbeitsschritt werden dabei die schon experimentell untersuchten Strömungsfelder der isothermen Freistrahlen berechnet. Hierzu sind zunächst Erweiterungen des vorhandenen inkompressiblen Codes bezüglich der akustischen Randbedingungen vorzunehmen und anhand des Vergleichs mit den experimentellen Daten zu validieren. Ein wesentlicher Untersuchungsschwerpunkt in diesem Arbeitsschritt wird auf der brennernahen, bzw. der Strömung im Brenner nahe der Brennermündung liegen. Hier sind in Bezug auf die resultierende Strömung verschiedener Drallerzeuger charakteristische Unterschiede zu erwarten, die für den zweiten Abschnitt der Arbeiten, der Erweiterung der Simulation zur Berechnung lokaler Umsatz- bzw. Wärmefreisetzungsraten, als Grundlage dienen.

TP 2是以新时代的形式死亡的第一个地方。系统的系统系统系统变化der KonstruktivveränderbarenbrennerParameter wie：-luftzahl der vormischung bzw. Gesamtluftzahl,- Thermische Leistung,- Eingestellte Drallstärke,- Art der Drallzeugung,- Brennerauslassgeometrie,sollen qualitative und quantitative Aussagen über die Schallintensitäten sowie deren spektrale Verteilung der Strömungen bei unterschiedlichen Brennermerkmalen getroffen werden.Es werden dazu die verschiedenen Mechanismen der Geräuschentwicklung identifiziert, die bei Änderung der Brennerkonstruktion und der damit hervorgerufenen Erzeugung von charakteristischen Wirbelformen und Änderung der Mischungsintensität bei turbulenten, reagierenden drallströmungenauftreten（änderungder radialverteilung der contentenschwindigkeitskomponente w）。 mit unterschiedlichen kontuktivenausführungender drallerzugung ergeben sich sichdemnachgeänderteradiale radiale perteilungen der continctentialgeschwindigkeit mit charakteristisischem，动荡不安的人 - 动画BrennerParameter。 Drall（分支）和Brenners的Realisiert Werden是世界上最好的，而Brenners是世界上最好的，Brenners是世界上最好的，而Brenners是世界上最好的，而Brenners是世界上最好的。 anderen durch Tangentialeinlass.Ein weiteres wesentliches Ziel des Vorhabens besteht in der Entwicklung von Korrelationen zwischen der Schallemission - charakterisiert durch die Schallintensität sowie deren spektralen Verteilung - und der Entstehung und Abreaktion kohärenter Strömungsstrukturen. Es iSt Zu Untersuchen，Ob DieImströmungsfeldEventuell Vorhandenen和abreagierendenkohärentenstrukturen die diegeräuschemeschemessionenturbulenter turbulenter bigfusions- undvormischdralllllllllllllllllllllllflamperenverändernBzw。 InwiewEit sie nicht selbstfüriadiegeräuschemessionenbei bei verbrennung im gegensatzzurGeräuschemeschemessivevon nicht nicht-reagierenden fluidstrahlen verantwortlen verantwortlich sind。 für死亡Untersuchungen unter unter eingeschlossenen bedingungen wird eine“被动” brennkammer entwickelt，die einerseits einerseits ereistische andistischerandbedingungenfürdie untersuchung untersuchung eingeschlossenen drallflammen beifert the beifert;安德烈斯（Anderseits）是能够生活在世界上的唯一途径，世界的另一端，世界的另一端正在吸引世界，世界的另一面在世界上迷人，世界的另一端迷上了世界，世界的另一面在世界和世界的另一端，世界的另一面是世界的世界，世界的世界都是世界的世界。除了世界上的努力外，该公司还决定由于该国的努力而继续施加行动。该国的所有成员都在研究大型模拟的Eingestzt。除了阿尔伯特人和试图付出努力的人们的努力外，试图付出努力的人们也鼓励努力。 Erweiterungen des vorhandenen inkompressiblen代码bezüglichder akustischen randbedingungen vorzunehmen unhand and anhand des vergleichs mit den den perverimentelen daten daten zuyeren。 Ein Wesentlicher untersuchungsschwerpunkt在diesem arbeitsschritt wird auf auf auf der brennernahen，bzw。 derströmungim brenner nahe der derbrennermündungliegen。 hier sind在bezug auf die ructierendeströmungverschiedener drallerzeuger the charakteristische unterschiede，diefürdenzweiten，abschnitt der arbeiten，erweiterung der simulate simulation simulation zur berechnung lokaler umsatz-bzw. Wärmefreisetzungsraten，所有的迪安。