Igntition by mechanical sparks

• Applicant: Dr. Thomas Häber
• Subject Area: Energy Process Engineering
• Term: from 2010 to 2017
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 163557763

In dem Projekt wird die Zündbarkeit brennbarer Gase durch heiße Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 1 mm erforscht. Die Arbeiten fokussieren sich dabei auf die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Parametern und Prozessen, welche die Zündung beeinflussen, z. B. die Anzahldichte und Größe der Partikel, die Teilchentemperatur, der Wärmetransfer von den Partikeln in das umgebende Gas, das Material der Partikel, katalytische Effekte, sowie Strömungs- und Transportprozesse.In den Experimenten werden verschiedene Partikel in der mit brennbarem Gas gefüllten Reaktionskammer aufgehängt und in Abhängigkeit vom Material mittels verschiedener Methoden erhitzt. Die Temperatur der Partikel wird durch Mehrfrequenz-Pyrometrie bestimmt. Zusätzlich werden OH Radikale über die Chemilumineszenz von OH* gemessen. Experimentell basieren die Messungen auf der Kombination einer Streak-Kamera mit einem Spektrographen und einer intensitätsverstärkten CCD-Kamera, um Spektren als Funktion der Zeit und der Wellenlänge aufzunehmen. Ferner kommt für die OH* Emission eine neu entwickelte tomografische Methode zum Einsatz. Wie in den anderen Teilprojekten werden auch hier Zündvorgänge mit den Brennstoffen Diethylether, Wasserstoff und Ethylene vermessen.Zur Interpretation der experimentellen Ergebnisse soll die Zündung durch heiße Partikel auch durch numerische Simulationen gestützt werden, auf der Bases noch zu entwickelnder, detaillierter Transportmodelle der anderen Teilprojekte. Die erste Projektphase befasst sich zunächst mit der Zündung einer ruhenden oder laminar strömenden Gasphase, so dass eine Modellierung von Turbulenzen entfällt. Der Schwerpunkt des numerischen Teils liegt in der Analyse und Identifikation der Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Prozessen, die zur Zündung durch heiße Partikel unterschiedlichen Materials (inerte, katalytische aktive und oxidierbare Partikel) führen.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 1447: Physicochemical-based Models for the Prediction of Safety-Relevant Ignition Processes
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Henning Bockhorn