| Thermische Leistungsfreisetzung |
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Eine wesentliche Größe beim Auftreten selbsterregter Verbrennungsschwingungen ist eine instationäre thermische Leistungsfreisetzung der Flamme, d. h. eine zeitliche Schwankung der durch die Verbrennung in die Strömung eingebrachten Energierate. In vielen Fällen ist ein modulierter Zustrom des Brennstoff/Luft-Gemisches in die Verbrennungszone Ursache einer solchen schwankenden Verbrennungsleistung. Die Möglichkeit zur Quantifizierung dieser Schwankungen stellt eine wichtige Voraussetzung für die Analyse einer vorliegenden instabilen Verbrennung und deren Klassifizierung als selbst- oder fremderregte Verbrennungsinstabilität dar.
Die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen in Sauerstoff oder Luft erfolgt nicht in einem einzelnen Reaktionsschritt, sondern über eine Vielzahl von Zwischenreaktionen (z. T. mehrere hundert) unter Bildung entsprechend zahlreicher Zwischenprodukte. Viele dieser Zwischenreaktionen laufen extrem schnell ab und die beteiligten Zwischenprodukte sind entsprechend kurzlebig, wie z. B. das OH-Radikal, dessen Lebensdauer weniger als 600 ns beträgt. Die IfTA bietet neben der räumlich-integralen Messung der OH-Strahlung (gesamte Verbrennungsleistung) auch 1-D und 2-D Messungen bestimmter Flammenbereiche oder Zonen der Verbrennungsfront an. Für die integrale Messung setzen wir besondere Photomultiplier ein. Die 1-D und 2-D Messungen werden mittels einer speziellen Lichtleiteroptik realisiert. Um den zeitlichen Zusammenhang zwischen thermischer Leistungsschwingung und der Schwingung der zeitgleich gemessenen Schallfeldgrößen zu erhalten, werden diese Messungen im Frequenzbereich ausgewertet. Neben der direkten Analyse können solche Daten z. B. auch zur Berechnung des Rayleigh-Indexes weiter verwendet werden. |