Das Projekt "Flammbarkeitsgrenzen laminarer Diffusionsflammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. In technischen Anwendungen wie Gasturbinen, Haushaltsbrennern oder Motoren mit Abgasrueckfuehrung werden zunehmend magere Gemische zur Erzielung niedriger Schadstoffemissionen verwendet. Dabei koennen Probleme aufgrund des Verloeschens sehr magerer Gemische auftreten. Bei abgemagerten Gemischen in der Naehe der Loeschgrenze sind aufgrund des verlangsamten Brennstoffumsatzes sehr geringe Stroemungsgeschwindigkeiten erforderlich, so dass durch Auftriebseffekte die Einfluesse von Streckung und Strahlungsverlusten nur unzureichend erfasst werden koennen. Mit Hilfe einer Stoerungsrechnung soll der Einfluss der Auftriebskraefte auf die Flammbarkeit erfasst werden. Dazu wird in einer asymptotischen Analyse eine Stoerungsgleichung fuer das Problem hergeleitet, die fuer kleine Auftriebskraefte eine Trennung der die Flammbarkeit beeinflussenden Effekte erlaubt. Durch numerische Simulationen mit detaillierter Reaktionskinetik ist dann eine genaue Analyse des Loeschverhaltens moeglich. Der Stoerungsansatz ist bereits formuliert worden und erste Berechnungen haben ihn bestaetigt.
Das Projekt "Experimentelle Untersuchung magerer Zuendkerzen unter hohem Druck und Mikrogravitation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Bestimmung der mageren Flammbarkeitsgrenze von Methan-Luft-Gemischen unter hohem Druck und die Bestimmung des Mechanismus der Flammenausbreitung in sehr mageren Methan-Luft-Gemischen unter hohem Druck. Fragestellungen: - Welche Mechanismen haben einen Einfluss auf die mageren Flammbarkeitsgrenzen bei hohen Druecken und welche Mechanismen sind fuer das Vorhandensein einer Flammbarkeitsgrenze verantwortlich? - Wie lassen sich theoretische Vorhersagen und Messergebnisse vereinbaren? - Welche grundlegenden Erscheinungen der Flammenausbreitung bei Methan-Luft-Gemischen unter hohem Druck lassen sich beobachten? Die durchzufuehrenden Aufgaben lassen sich in zwei Bereiche einteilen: Zum ersten sind experimentelle Untersuchungen durchzufuehren, bei denen in einer Hochdruckzelle die Zuendeigenschaften und die Flammenausbreitung magerer Methan-Luft-Gemische in Abhaengigkeit vom Druck analysiert werden sollen. Hierzu wird sowohl der Druckverlauf der isochoren Verbrennung aufgezeichnet als auch auf optischem Wege die Flammenausbreitung mit Schatten- und Schlierenverfahren analysiert. Um Auftriebseffekte auszuschliessen, werden die Experimente unter Mikrogravitationsbedingungen durchgefuehrt. Zum zweiten werden numerische Rechnungen durchgefuehrt, in denen mit detaillierter Reaktionskinetik die Verbrennung simuliert wird. Der Vergleich von Rechnung und Experiment laesst dann Rueckschluesse zur Beantwortung der eingangs gestellten Fragen zu.