Cavity-Ringdown-Absorptionsspektroskopie und Heat-Rate-Imaging in Niederdruck-, Gegenstrom- und turbulenten Flammen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Dreier; Professor Dr. Volker Ebert
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Molekülen, Flüssigkeiten und Grenzflächen, Biophysikalische Chemie ; Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 28157615

Schwerpunkt des Teilprojektes ist die experimentelle Validierung der verschiedenen, im Verbund entwickelten Modelle zur Korrelation von Chemilumineszenz-(CL)-lntensitäten und Wärmefreisetzung. Dazu werden in verschiedenen, laminaren und turbulenten Standardflammen, über einen weiten Parameterbereich mit variablem Grad an Flammenstreckung und -Vermischung und in Abhängigkeit vom Druck bzw. Brennstoff/Luftverhältnis sowohl die CL-Signale, die Wärmefreisetzung, als auch die Flammenchemie experimentell erfasst und mit den Simulationen aus TP1, TP3 und TP4 verglichen. Hierbei werden die CL-Signale mit den in TP7 entwickelten und auf den Strategien aus TP3 basierenden Messtechniken und die Wärmefreisetzung mittels kombinativer Laserinduzierter- Fluoreszenz (d.h. simultane Erfassung der OH/CH2O-Konzentrationen und der Temperatur) bestimmt. Zusätzlich werden räumliche Konzentrationsprofile der CL-Vorläuferspezies C2H, CH, C2H2, CO, der CH4-Oxidationsproduke CH2O/HCO und von OH mittels Laserabsorptionsspektroskopie erfasst. Dies eröffnet einerseits über den Vergleich mit den TP1-Modellen die Möglichkeit, trotz vereinfachter Reaktionsschemata der Bildungsreaktionen der CL-Spezies, die Modelle zu validieren. Andererseits gestatten Laserabsorptionsmessungen der CH2O/HCO/OH-Konzentrationen die unabhängige Validierung der LIF-basierten Messung der Wärmefreisetzung und die Untersuchung der Korrelation von [HCO] und Wärmefreisetzung. Die auf Basis dieser drei Messmethoden für verschiedene Flammen erstellten Daten gestatten somit die Validierung der in TP1, in Kooperation mit TP2 und TP3 entwickelten, detaillierten CL-Mechanismen, den daraus abgeleiteten reduzierten Mechanismen, den in TP4 vorgesehenen Simulationen turbulenter Flammen, und schließlich die Verifikation der simulierten CL-Signale durch TP1 und TP4.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Christof Schulz; Professor Dr. Jürgen Wolfrum