Brennkammer

Um möglichst vollständige und verlustarme Verbrennung zu erreichen, werden in Brennkammern folgende Bauelemente eingebaut:

  • Diffusor: In einem Rohr konstanten Querschnitts findet bei der Verbrennung eine starke Beschleunigung statt, zusammen mit großen viskosen und thermischen Totaldruckverlusten. Aus diesem Grund wird ein Diffusor verwendet, der die Strömung aus dem Verdichter deutlich verlangsamt.
  • Flammhalter: Obwohl die Strömung durch den Diffusor deutlich verlangsamt wurde, ist die Verweildauer der Teilchen in der Brennkammer geringer als die Reaktionsdauer, so dass die Flamme stromab abfließen und ausgehen würde. Aus diesem Grund wird ein Flammhalter eingebaut, um Rezirkulationsgebiete (Strömungsablösungen) zu erzeugen und die Verweildauer zu erhöhen.
  • Flammrohr: Die Treibstoff-Luft-Mischung ist nur in einem bestimmten Bereich brennbar, d.h. die Mischung darf weder zu fett (Treibstoffüberschuss) noch zu mager (Luftüberschuss) sein. In Triebwerksbrennkammern ist das letztere der Fall, da zusätzliche Luft für Kühlzwecke benötigt wird. Durch ein Flammrohr wird nur so viel Luft mit dem Treibstoff vermischt, wie für eine (nahezu) stöchiometrische Mischung nötig ist (ca. 14,7 zu 1). Die überschüssige Luft wird nach und nach als Kühlluft zugeführt.
Abb.: Bauelemente von Brennkammern; Lizenz: cc-by-nc-4.0