Das Projekt "Der Einfluss der Kruemmung und der Streckung auf die turbulente Brenngeschwindigkeit von Wasserstoff- und Kohlenwasserstoff-Luft-Flammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, den Einfluss lokaler Kruemmung und Streckung der Flammenfront auf die turbulente Brenngeschwindigkeit theoretisch zu untersuchen. Dazu soll vom Flamelet-Konzept fuer Vormischflammen ausgegangen werden und aus einer lokalen Bilanz der Interaktion von Flammenausbreitungsgeschwindigkeit, Brenngeschwindigkeit und Stroemungsgeschwindigkeit eine Differentialgleichung fuer eine Feldvariable F hergeleitet werden, deren zeitlicher Mittelwert als mittlere Fortschrittsvariable interpretiert werden kann. Die Schliessung der Gleichung erfordert eine Aussage ueber die mittlere Flammenflaeche pro Volumeneinheit, die mit der mittleren skalaren Dissipationsrate in Verbindung gebracht werden soll. Es soll eine zweite Gleichung fuer die mittlere skalare Dissipationsrate verwendet werden, so dass das Gleichungssystem geschlossen ist. Hieraus soll die Abhaengigkeit der turbulenten Brenngeschwindigkeit von reaktionskinetischen Parametern und Turbulenzgroessen berechnet werden.
Das Projekt "Experimentelle Untersuchungen der Flammenstruktur turbulenter Vormischflammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. In diesem Projekt werden die Temperaturen in einer turbulenten, vorgemischten Flamme mit Hilfe der Rayleigh-Streulichtmessung untersucht. Ferner sollen die Konzentrationen des in der Reaktionszone auftretenden CH-Radikals gemessen werden, und zwar mit Hilfe einer Laser-Fluoreszenzanregung. Das Laserlicht wird mit einem Nd-YAG Laser und einer Kombination aus Eximer- und Farbstofflaser erzeugt, die Aufnahme des Rayleighstreulichtes und des CH-Fluoreszenzlichtes erfolgt ueber CCD-Kameras mit vorgeschaltetem Bildverstaerker. Die genaue Kenntnis der Temperaturverteilung sowie der Radikalenkonzentration in der Flamme macht es moeglich, die Struktur zu analysieren und die Vorgaenge in der Flamme besser zu verstehen. Die Daten aus diesem Experiment sollen ferner verwendet werden, um numerische Rechnungen zu optimieren, die ebenfalls am Institut fuer Technische Mechanik durchgefuehrt werden.
Das Projekt "Experimentelle Untersuchung konditionierter skalarer Temperaturgradienten in hochturbulenten Vormischflammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. In dem laufenden Forschungsvorhaben sollen erstmals experimentell mit Hilfe laseroptischer Messverfahren konditionierte skalare Gradienten der Temperatur in hochturbulenten Methan-Vormischflammen gemessen werden. Die Temperatur soll quasi dreidimensional von zwei annaehernd parallel zueinander gefuehrten Lichtschnitten mittels der Rayleigh-Streulicht-Messtechnik gemessen werden. Drueber hinaus soll zeitgleich mittels laseriinduzierter Fluoreszenz von C2Hx-Molekuelen die Lage der Flammenfront detektiert werden. Der Verlauf des Temperaturgradienten kann somit nach stabil brennenden und verloeschten Bereichen konditioniert werden. Aus dem Verlauf des Gradienten selbst laesst sich die Dicke der Reaktionszone berechnen, aus dem Punkt des Gradienten, multipliziert mit der Temperaturleitfaehigkeit, erhaelt man die skalare Dissipationsrate. Die aus den Messungen gewonnenen Groessen sollen kontroverse Meinungen zur Struktur hochturbulenter vorgemischter Verbrennung klaeren und somit die Einsetzbarkeit der Flamelet-Theorie ueber das Klimov-Williams-Kriterium hinaus pruefen. Zudem soll anhand der Messung der konditionierten skalaren Dissipationsrate der Einfluss turbulenter Transportvorgaenge auf die Verbrennung geklaert und ein daraus resultierendes Modell entwickelt werden.