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Kolloquium Verbrennungstechnik

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Verbrennungstechnisches Seminar

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Bachelor-/Masterarbeit

Untersuchung des Einflusses des internen Wärmeaustausches für die Stabilität von Strahlflammen mithilfe numerischer Strömungssimulationen


Kurzbeschreibung:

Motivation:

 

Für die Auslegung moderner Gasturbinenbrennkammern ist es wichtig ihren stabilen Betriebsbereich zu kennen. Dafür ist es notwendig zu wissen wie sich bestimmte Faktoren auf die Flammenstabilisierung  auswirkt. Ein aktuelles Forschungsthema des Institutes befasst sich momentan mit der Beschreibung der Flammenstabilität von Strahlflammen. Ein wichtiger Stabilisierungsmechanismus für Flammen stellt die Rezirkulation von heißen Abgasen dar, die für eine Vorwärmung der Edukte sorgen und damit die Verbrennungsreaktionen beschleunigen. Bei dieser Rezirkulation wird jedoch auch Wärme über die Stirnplatte der Düse abgeführt. Dabei ist von besonderem Interesse, wie stark das Ausmaß dieser Wärmeflüsse genau ist und wie groß der Einfluss dieser Effekte auf die Flamme ist. Diese Effekte sind für Strahlflammen bisher nur unzureichend erforscht und soll im Rahmen dieser Arbeit mit der Simulationssoftware „OpenFOAM“ numerisch untersucht werden.

 

Aufgabenstellung:

 

Die Aufgabe besteht in der Simulation und Auswertung vereinfachter Strahlflammen mit ergänztem konduktiven Wärmetransport durch die Düse. Nach einer Einarbeitung in die Simulationssoftware „OpenFOAM“ soll der zu untersuchende Fall selbst erstellt werden und der Einfluss des Wärmeverlustes auf die Flamme untersucht werden. Die exakten Schwerpunkte der Arbeit können dabei an die Interessen des Studenten angepasst werden.

 

Voraussetzungen:

 

Voraussetzung sind fundierte Kenntnisse der Strömungsmechanik und der Wärmeübertragung. Kenntnisse der numerischen Strömungsmechanik (CFD) und der Verbrennungstechnik sind von Vorteil. Erfahrungen mit OpenFOAM sowie Linux sind gewünscht, aber keine Voraussetzung.

 

Die gesamte Arbeit ist in schriftlicher Form zu dokumentieren und wird im Rahmen des Seminars für Verbrennungstechnik präsentiert.

 

 

 

Beginn:                              ab sofort


Voraussetzungen:

Beginn ab: 01. 01. 2020
Betreuer: M.Sc. Alexander Schwagerus
(eMail: Alexander.SchwagerusÝkit.edu )
Aufgabensteller: Prof. Dr.-Ing. Nikolaos Zarzalis
(eMail: Nikolaos.Zarzalis∂kit.edu )