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Beskrivelse
In der vorliegenden Arbeit werden drallstabilisierte vorgemischte Flammen unter Verwendung von Kerosin als typischen flussigen Brennstoff, wie er in Flugtriebwerksbrennkammern eingesetzt wird, untersucht. Der Schwerpunkt der durchgefuhrten Untersuchungen liegt auf der Charakterisierung des erzeugten Stromungsfeldes bei realistischen Reynoldszahlen und auf den Detailprozessen, die zum Wirbelaufplatzen fuhren bzw. dieses verhindern. Mit der systematischen Analyse der Wirbeltransportgleichung bzw. der axialen Komponente der Impulsgleichungen werden wesentliche Aspekte und Mechanismen, die fur die Ausbildung einer Rezirkulationszone in der Brennkammer verantwortlich sind, identifiziert und erklart. LES-Rechnungen und laseroptische Untersuchungen zeigen dabei den besonderen Einfluss des turbulenten Impulsaustauschs innerhalb des Mischrohrs der Duse. Mit Hilfe eines vereinfachten Modells wird ein Ansatz zur Verfugung gestellt, um das Phanomen des Wirbelaufplatzens fur Brennstoffdusen mit ausserem Drallgenerator und innerem Axialstrahl basierend auf Geometriegrossen vorherzusagen. Neben der reinen Aerodynamik wird Zerstaubungsverhalten der eingesetzten Primarzerstauber sowie das Emissions- und Stabilitatsverhalten der Duse unter realen Brennkammerbedingungen, d.h. Druck, Temperatur und Stochiometrie, analysiert. Damit werden Parameter untersucht, die fur die Auslegung von schadstoffarmen Brennkammern fur Flugtriebwerke von entscheidender Bedeutung sind.