Experimentelle Untersuchung der Schallabstrahlung einer turbulenten vorgemischten Freistrahlflamme

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christian Oliver Paschereit
• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 135599953

Gegenstand des Vorhabens ist die experimentelle Untersuchung einer turbulenten vorgemischten Freistrahlflamme im Hinblick auf deren Lärmerzeugung unter reflektionsarmen Bedingungen. Die erhaltenen Messdaten werden zur Validierung der numerischen Partnerprojekte (TP2 (Janicka), TP3 (Schröder) und TP4 (Bockhorn)) sowie dem Erkenntnisgewinn zur Entstehung von Verbren-nungslärm dienen. Die gewählte generische Brennerkonfiguration hat sowohl Grundlagencharakter als auch technische Relevanz. In den experimentellen Untersuchungen werden Geschwindigkeits-felder detailliert vermessen, Chemilumineszenzbilder zur Visualisierung der Flammenform und -lage aufgenommen und Schallemissionen frequenz- und richtungsaufgelöst erfasst. Akustische Daten werden im Nah- und im Fernfeld der Flamme aufgezeichnet. Durch den einfachen Aufbau der Leitkonfiguration kann der Einfluss verschiedener Parameter auf die Lärmemissionen unter-sucht werden. Zu diesen Parametern gehören das mittlere Mischungsverhältnis von Brennstoff und Luft, der räumliche Gradient des Mischungsverhältnisses, die Vorheiztemperatur, der Impuls und die initiale Scherschicht der Freistrahlflamme. Hierdurch werden turbulente Längen- und Zeitmaße der reagierenden Strömung soweit verändert, dass die Versuchsdaten unterschiedliche Verbren-nungsregime abdecken. Darüber hinaus werden auch technische Anwendungsfälle durch magere Mischungsverhältnisse und technisch (nicht vollständig) vorgemischte Strömungen nachgebildet. Zusätzlich zu den Validierungszwecken werden die experimentellen Daten verwendet, um ein em-pirisches Modell zu erstellen, welches zur Abschätzung der Lärmemission turbulenter Vormisch-flammen in Abhängigkeit der vorgenannten Parameter dient.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen