Browsing by Author "Keck, Olaf"

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Untersuchungen zur Chemie-Turbulenz-Wechselwirkung an eingeschlossenen verdrallten Erdgas/Luft-Diffusionsflammen : laserspektroskopische Bestimmung der Temperatur- und Speziesverteilungen mit Einzelpulsanregung
(2002) Keck, Olaf; Aigner, Manfred (Prof. Dr.-Ing.)
Verdrallte Flammen spielen in der industriellen Verbrennung aufgrund der effektiven Mischung von Brennstoff und Oxidator eine besondere Bedeutung. Allerdings beschreiben heutige Standard –Algorithmen die komplexen Vorgänge innerhalb verdrallter Flammen nur unzureichend für eine detaillierte Simulation und müssen weiterhin verbessert und durch experimentelle Ergebnisse validiert werden. Gegenstand dieser Arbeit ist die detaillierte und quantitative Charakterisierung praxis-relevanter Erdgas/Luft-Diffusionsflammen (150kW) mit laserspektroskopischen Messmethoden. Die gemessenen Datensätze dienen einerseits dem verbesserten Verständnis der komplexen physikalischen und chemischen Abläufe in verdrallten Flammen und andererseits als Datenbasis für die Validierung von Verbrennungsmodellen. Untersuchungen mit planarer Laser-induzierter Fluoreszenz an OH und an NO, welches dem Erdgas als Brennstoffindikator hinzugefügt wurde, lieferten zusammen mit Chemilumineszenz-Aufnahmen wichtige Informationen über die Strukturen der Reaktionszonen, der Mischung und des allgemeinen Flammenverhaltens, die für die spätere Interpretation der Verbrennungsvorgänge von großer Bedeutung sind. Der Hauptteil der experimentellen Untersuchungen bestand aus Einzelpulsmessungen der spontanen Raman-Streuung, mit denen korrelierte Ergebnisse über die Temperatur, Konzentrationen der Hauptspezies und dem daraus abgeleiteten Mischungsbruch gewonnen werden konnten. Es wurden an drei Flammenkonfigurationen unterschiedlicher Drallzahl die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen (PDFs) der Temperatur, des Mischungsbruches und der Speziesverteilung gemessen, aus denen neben den Mittelwerten und Fluktuationen auch Korrelationen zwischen den Messgrößen abgeleitet werden konnten. Diese Ergebnisse lieferten einen genauen Aufschluss über die Struktur und den thermochemischen Zustand der Flamme und deckten Effekte auf, die durch Mischprozesse, Chemie-Turbulenz-Wechselwirkung und Wärmeverluste hervorgerufen wurden.