Analyse des Grenzschichtrückschlags von Wasserstoff-Ammoniak Vormischflammen in drallfreien Strömungen

Autor: Andreas Goldmann

ISBN: 978-3-95900-588-3

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2021

Herausgeber der Reihe: Friedrich Dinkelacker

Band-Nr.: ITV 02/2021

Umfang: 243 Seiten, 54 Abbildungen

Schlagworte: Wasserstoff-Ammoniak, Flammenrückschlag, Grenzschichtrückschlag

Kurzfassung: Kohlenstofffreie Wasserstoff-Ammoniak Brennstoffgemische in Kombination mit mageren, vorgemischten Verbrennungskonzepten bergen ein enormes Potenzial, um Fluggasturbinen sowie andere Anwendungen von Gasturbinen zu dekarbonisieren und somit den Treibhausgasausstoß signi­fikant zu reduzieren. Dabei werden auch Schadstoffemissionen wie Kohlenstoffmonoxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Feinstaub komplett ver­mieden und Stickoxidemissionen verringert. Zur Etablierung dieser Brennstoffe in Flugtriebwerken müssen sicherheitsrelevante Verbrennungseigenschaf­ten wie der Flammenrück­schlag erforscht werden. Gerade bei wasserstoffhaltigen Brennstoffen ist der Grenzschichtrückschlag hierbei besonders relevant. Er wird im Rahmen dieser Dissertation für einen breiten Bereich von Ammoniak-Wasserstoff-Gemischen untersucht. Mittels einer neu entwickelten Versuchsanlage mit einer voll automatisierten Messprozedur werden umfangreichen Messungen durch­geführt und analysiert. Basierend auf den Messdaten wird ein neues, parametrisches Modell für die Rückschlaggrenzen hergeleitet. Besonders hervorzuheben ist die Beobachtung eines neu­artigen Grenzschichtrückschlagprozesses, bei dem zunächst die Wasserstoff-Flamme und kurz darauf erst die Ammoniak-Flamme zurückschlägt.