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Newsletter Ausgabe Januar 10 |
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Dienstleister für die Wissenschaft |
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Banzhaf, Bernd 978-3-86624-462-7 39.00 EUR |
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In der vorliegenden Arbeit wird das Betriebsverhalten gemischter Abgassysteme in Luftstrahltriebwerken über den gesamten Betriebsbereich eines Triebwerks untersucht. Die auftretenden Strömungsphänomene werden sowohl anhand experimenteller Untersuchungen als auch anhand numerischer Simulationen dargestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Abhängigkeit der Strömungsphänomene von den Randbedingungen des Abgassystems. Aus den Ergebnissen wird eine Modellierung des Abgassystems für die Leistungsrechnung abgeleitet. Die Mischung der Teilströme ist von der Intensität der auftretenden Wirbelstrukturen bestimmt. Die Wirbelstrukturen und damit der Mischungsgrad sind maßgebend von dem Geschwindigkeitsverhältnis der Teilströme und somit vom dem Totaldruckverhältnis am Mischereintritt abhängig. Für die auf die Kelvin-Helmholtz Scherinstabilitäten zurückgehende Mischung an einer ebenen Platte nimmt mit zunehmendem Geschwindigkeitsverhältnis die Ausbreitung der Mischzone zu. Die durch Mischung der Teilströme an einer Trennplatte in Form einer Blütenkontur zusätzlich auftretenden strömungsgerichteten Wirbel erhöhen den Mischungsgrad. Allerdings nimmt der Einfluss der strömungsgerichteten Wirbel auf die Mischung mit zunehmendem Geschwindigkeitsverhältnis der Teilströme ab. Für große Geschwindigkeitsverhältnisse ist die Erhöhung des Mischungsgrades gegenüber der Mischung an der ebenen Platte vielmehr auf die größere Fläche der Scherschicht zurückzuführen. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Annahme eines konstanten Mischungsgrades über den gesamten Betriebsbereich eines Triebwerks nicht zutreffend ist. Um die Abhängigkeit von den Geschwindigkeiten der Teilströme zu erfassen, muss die Mischungseffektivität als Funktion des Totaldruckverhältnisses am Mischereintritt und des Düsendruckverhältnisses hinterlegt werden. Der Mischungsgrad von Kernstrom und Nebenstrom ist unterschiedlich. |
