Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4270
Main Title: Acoustic performance of bias flow liners in gas turbine combustors
Translated Title: Akustisches Verhalten von durchströmten Brennkammerlinern in Gasturbinen
Author(s): Lahiri, Claus
Advisor(s): Enghardt, Lars
Referee(s): Enghardt, Lars
Bodén, Hans
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Der Einsatz moderner Verbrennungskonzepte zur Effizienzsteigerung und Schadstoffreduktion bei Gasturbinen wird oft durch thermo-akustische Instabilitäten verhindert. Durchströmte Brennkammerliner können die akustische Dämpfung des Systems erhöhen und die Instabilitäten unterdrücken. Eine wesentliche Frage ist, bei welchen Parametereinstellungen eine optimale Dämpfungswirkung erzielt werden kann. Diese Arbeit liefert eine umfassende Übersicht der bisherigen Forschung. In einer experimentellen Studie werden akustische, geometrische, thermodynamische und strömungsmechanische Parameter untersucht. Zum ersten Mal wird hier auch der Einfluss von Druck und Temperatur durch eine Messung abgebildet. Diese weitreichende Datenbasis ermöglicht eine detaillierte Bewertung der einzelnen Parameter und der Qualität der Modelle. Die Ergebnisse zeigen einen Betriebsbereich bei langsamen Geschwindigkeiten der von Resonanzen dominiert ist und komplizierte Parameterabhängigkeiten aufweist. Bei höheren Geschwindigkeiten dominiert die Durchströmung und die Schallabsorption ist im Wesentlichen von nur drei Parametern abhängig: Porosität, Durchströmungsgeschwindigkeit und einem Resonanzparameter.
Thermoacoustic instabilities prevent the implementation of modern combustion concepts in gas turbines, which are essential for higher efficiency and lower emissions. Bias flow liners are able to suppress these instabilities by increasing the acoustic losses of the system. However, it is an open question under which conditions their full potential can be retrieved. This thesis collects the available information concerning the acoustic properties of bias flow liners and puts it into perspective for the application in a gas turbine combustor. The review includes a rigorous assessment of the existing models. The models and previous findings are evaluated by comparing them to the results of a comprehensive experimental study regarding the relevant acoustic, geometric, thermodynamic, and flow parameters. This includes for the first time the influence of pressure and temperature. The results reveal that there is a resonance dominated regime at low bias flow Mach numbers with rather complex parameter dependencies and a bias flow dominated regime which is mainly dependent on three parameters only: the bias flow, the porosity, and a resonance parameter.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-59486
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4567
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4270
Exam Date: 25-Nov-2014
Issue Date: 5-Dec-2014
Date Available: 5-Dec-2014
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Durchströmte Liner
Impedanz
Schalldämpfung
Strömungsakustik
Thermoakustik
Aeroacoustics
Bias flow liner
Impedance
Sound absorption
Thermoacoustics
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