Brennraumwand

Die Brennraumwand ist die Innenwand eines Brennraums, in dem die Verbrennung stattfindet. Sie bildet die Grenze zwischen den heißen Verbrennungsgasen und dem Tragwerk oder der Umgebung und muss hohen Temperaturen, Drücken und chemischem Angriff standhalten. Brennräume kommen in verschiedenen Maschinen vor, zum Beispiel in Verbrennungsmotoren, Gasturbinen, industriellen Öfen und Raketenmotoren.

Materialien und Aufbau: Je nach Einsatzgebiet unterscheiden sich die Werkstoffe. Häufig kommen hitzebeständige Stähle und Nickelbasislegierungen zum Einsatz (z. B. Inconel), keramische Refraktärstoffe (Ton-Keramik, Siliziumkarbid) oder keramische/metallische Verbundwerkstoffe. Oft werden Schutzbeschichtungen wie Wärmedämm- oder Thermobarriere-Schichten (Thermal Barrier Coatings, TBC) aufgebracht, um die Oberflächentemperatur zu reduzieren und die Lebensdauer zu erhöhen.

Kühlung und Wärmehaushalt: In vielen Anwendungen wird die Brennraumwand aktiv gekühlt oder anderweitig gekühlt, um Überhitzung zu verhindern. Methoden umfassen Innen- oder Außenkühlkanäle, Filmkühlung, Transpiration-Kühlung oder regenerative Kühlung in Gasturbinen. In industriellen Öfen kann Wasser- oder Luftkühlung zum Einsatz kommen. Ziel ist es, Temperaturgradienten zu steuern und thermische Spannungen zu minimieren.

Designherausforderungen: Hohe Temperaturen, schnelle Temperaturwechsel, Oxidation, Korrosion sowie mechanische Belastungen durch Druck und Ausdehnung führen zu Materialermüdung, Rissbildung oder Versprödung. Deshalb erfordern Brennraumwände sorgfältige Werkstoffauswahl, Oberflächenbehandlung, Temperaturregelung und regelmäßige Inspektionen (z. B. Rissprüfungen).