Download e-book for kindle: Analytische und numerische Untersuchungen der Dynamik von by Matthias Hettel

By Matthias Hettel

ISBN-10: 3866440995

ISBN-13: 9783866440999

Die Verwendung des Konzeptes der Vormischverbrennung in technischen Verbrennungsanlagen f?rdert die Ausbildung von selbsterregten Instabilit?ten. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Berechnung des dynamischen Verhaltens bzw. des Frequenzgangs von pulsierten turbulenten vorgemischten Axialstrahlflammen. Dieses steht unter dem Einfluss der Bildung von koh?renten Ringwirbelstrukturen an der Brennerm?ndung. Es werden sowohl instation?re Flammen als auch Ringwirbelstr?mungen numerisch untersucht.

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E i n Ab s c h ä t z u n g d es Me s s f e h l e r s f ü r d i e Geschwindigkeitsmessung in stöchiometrischen Methanflammen ergibt für die feuerungstechnisch üblichen Strömungen mit Turbulenzgraden unter 0,2 einen relativen Fehler von ca. 15% (HIRSCH [S16]). 3 Charakterisierung der Turbulenz Die Navier-Stokes-Gleichungen lassen sich nur für wenige Spezialfälle analytisch lösen. Die numerische Lösung ist mit heutiger Rechnerkapazität nur für Reynoldszahlen in der Größenordnung von 1000 möglich. Bei der zeitlichen Mittelung dieser Gleichungen treten neue Unbekannte in Form von Korrelationen (Terme der Form ) zwischen turbulenten Schwankungsgrößen auf.

1-2: Interaktion zwischen Ringwirbel und turbulenter Vormischflamme (Videoaufnahme von (C. KÜLSHEIMER [Vi6]) Abb. 1-4: Ringwirbel in Wasser (Foto von SALLET, aus LUGT [S1]) Abb. 1 Die Navier-Stokes Gleichungen 9 Im Hinblick auf die in dieser Arbeit hauptsächlich untersuchten axialsymmetrischen Strömungen, werden die Grundgleichungen in den Zylinderkoordinaten x, r, n angegeben. Ausgangspunkt sind die Massenerhaltungsgleichung sowie die Bewegungsbzw. Impulserhaltungserhaltungsgleichungen (Navier-Stokes-Gleichungen) für isotrope Newton`sche Fluide (SCHLICHTING [S5]).

Für bestimmte Werte des Geschwindigkeitsgradienten kann erreicht werden, dass Produktion und Dissipation lokal im Gleichgewicht stehen und damit eine näherungsweise stationäre Turbulenz entsteht . Energiespektrum Turbulente Strömungen zeichnen sich durch ein kontinuierliches Spektrum von Längenund Zeitskalen (bzw. Frequenzen) aus. Die Größe einzelner Wirbelfäden wird dabei üblicherweise mit einer Wellenzahl (Einheit: ) charakterisiert. Da die Abmessungen der Elemente in die drei Raumrichtungen unterschiedlich ist, stellt diese eine vektorielle Größe dar.

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Analytische und numerische Untersuchungen der Dynamik von Vormischflammen sowie deren Interaktion mit Ringwirbelstruktur German by Matthias Hettel


by William
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