Combustion Dynamics and Control for Ultra Low Emissions in Aircraft Gas-Turbine Engines
Zukünftige Flugzeugtriebwerke müssen extrem niedrige Emissionen und einen hohen Wirkungsgrad bei niedrigen Kosten bieten und gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Betriebsfähigkeit heutiger Triebwerke beibehalten. Die Forderung nach höherer Leistung und geringeren Emissionen hat zu fortschrittlichen Brennkammerkonstruktionen geführt, die in hohem Maße von einer effizienten Kraftstoff-Luft-Mischung und einem mageren Betrieb abhängen.
Allerdings sind alle Brennkammern, vor allem aber die mager betriebenen emissionsarmen Brennkammern, anfällig für Verbrennungsinstabilitäten. Diese Instabilitäten werden in der Regel durch die Wechselwirkung der schwankenden Wärmefreisetzung des Verbrennungsprozesses mit natürlich auftretenden akustischen Resonanzen verursacht. Diese Wechselwirkungen können zu starken Druckschwankungen in der Brennkammer führen, die die Lebensdauer der Komponenten verkürzen und potenziell zu vorzeitigen mechanischen Ausfällen führen können.
Die aktive Verbrennungsregelung, die aus einer rückkopplungsbasierten Steuerung des Brennstoff-Luft-Mischprozesses besteht, kann einen Ansatz zur Erreichung eines akzeptablen dynamischen Verhaltens der Brennkammer bei gleichzeitiger Minimierung der Emissionen bieten und somit für Flexibilität bei der Brennkammerkonstruktion sorgen. Die NASA Glenn Active Combustion Control Technology zielt darauf ab, die aktive Regelung in einer realistischen Umgebung zu demonstrieren, die für Flugzeugtriebwerke relevant ist, indem Experimente mit Gasturbinenbrennern von Flugzeugen durchgeführt werden.
Ziel ist es, die technologische Reife der aktiven Verbrennungsregelung bis zu einer eventuellen Demonstration in einer Triebwerksumgebung voranzutreiben. Die Arbeiten der NASA Glenn haben gezeigt, dass eine aktive Verbrennungsregelung unter Verwendung fortschrittlicher Algorithmen, die durch Hochfrequenz-Brennstoffbetätigung arbeiten, Instabilitäten in einer Brennkammer, die die Instabilitäten in einem Fluggasturbinentriebwerk nachahmt, wirksam unterdrücken kann. Die derzeitigen Bemühungen zielen darauf ab, diese aktiven Steuerungstechnologien auf fortschrittliche Brennkammern mit extrem niedrigen Emissionen auszudehnen, wie z.
B. Brennkammern, die eine magere Mehrpunkt-Direkteinspritzung verwenden.
| ISBN: | 9781289111984 |
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| Sprache: | Englisch |
| Einband: | Taschenbuch |
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