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Projekt
SpraySyn Standardbrenner: Definition, Gesamtsimulation, Charakterisierung
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Andreas Kempf; Professor Dr. Christof Schulz
Fachliche Zuordnung
Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
Energieverfahrenstechnik
Energieverfahrenstechnik
Förderung
Förderung seit 2017
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 375220870
Die Untersuchung der Sprayflammensynthese von Nanopartikeln an einem wohldefinierten Standardbrenner durch Experiment und Simulation ist der zentrale Gedanke des SPP. Dazu wurde ein Brenner konstruiert, der eine für Experiment und Simulation geeignete Geometrie mit gutem optischen Zugang mit einfachen Randbedingungen vereint, so dass ein enger Austausch zwischen Experiment und Simulation ermöglicht wird – zur Vertiefung des Prozessverständnis aber auch zur gegenseitigen Validierung der Berechnungs- und Messmethoden. Dieser Brenner wurde mehrfach gefertigt und allen relevanten Gruppen des SPP zur Verfügung gestellt, Betriebszustände wurden definiert und Verfahren zur Qualitätssicherung etabliert. Der Brenner soll nun systematisch entwickelt werden, weitere interessante Standard-Betriebsbedingungen sollen etabliert werden, und Probleme für Messung und Simulation behoben werden, z.B. durch Reduktion der auftretenden Flammenpulsation. Für diese Brennerentwicklungen werden Verfahren zur Vermessung der Sprayeigenschaften, der Gasphasengeschwindigkeiten, und der Chemilumineszenz genutzt, zum Teil auch mit Hochgeschwindigkeitsdiagnostik. Die Antragsteller verfügen über ein Labor mit dauerhaft installiertem Brenner und entsprechender Diagnostik; dieses Labor wird auch anderen Projektpartner zur Verfügung gestellt. Dies ermöglicht gemeinsame Messkampagnen zur Erzeugung von simultanen Datensätzen mit komplementären Messtechniken. Neben dem Standardexperiment erarbeitet das vorliegende Zentralprojekt auch eine Gesamtsimulation, in die Submodelle und Stoffeigenschaften aus den verschieden Teilprojekten des SPP eingebunden werden sollen, um den Einfluss dieser Modelle an einer stabilen Standardkonfiguration zu testen. Zugleich ermöglicht diese Standardsimulation aber auch, relativ unkompliziert geplante Veränderungen am Brenner zu bewerten. Schließlich wurde vom Zentralprojekt eine Datenbank implementiert, um wesentliche Ergebnisse des gesamten SPP zu dokumentieren, zu kommentieren und zu archivieren. Inhalt und Funktionalität der Datenbank sollen weiter ausgebaut werden, die Qualität der enthaltenen Datensätze und ihrer Dokumentation durch einen Kurator stetig gesteigert werden. Mit dieser Datenbank führt das zentrale Projekt die im SPP gewonnen Erkenntnisse zusammen und macht die Ergebnisse in einem Umfang verfügbar, der weit über klassische Veröffentlichungen hinausgeht. Diese Datenbank soll letztlich als Standard und Referenz etabliert werden, die mit einem umfangreichen Datensatz hinterlegt, weit über Laufzeit und Partner des SPP hinauswirken und so langfristig die Erforschung und Entwicklung der Sprayflammen-basierten Nanopartikelsynthese voranbringen.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
