M.Eng. Adrian Breicher

Kontakt

work +49 6151 16-28915
fax +49 6151 16-28900

Work L6|01 114
Otto-Berndt-Str. 3
64387 Darmstadt

Um der aktuellen umweltpolitischen Lage gerecht zu werden ist ein Hauptaugenmerk der aktuellen Verbrennungsforschung die Reduktion von Kohlenstoffemissionen. Neben der Suche nach kohlenstoffneutralen erneuerbaren Kraftstoffen als langfristige Lösung müssen jedoch ebenso kurz- und mittelfristig wirksame Wege gefunden werden Ausstöße zu reduzieren.

Ein solcher Ansatz ist die effizientere Nutzung bestehender Systeme durch verstärkten Einsatz magerer Verbrennung, vor allem in Gasturbinen. Dadurch kann nicht nur der Ausstoß von Kohlenstoffdioxid nachweislich reduziert werden, ebenso werden Bauteilbelastungen durch geringere Betriebstemperaturen reduziert und somit Resourcen effizienter genutzt. Um die magere Verbrennung technischer Anlagen und ihre Mechanismen detailiert untersuchen zu können ist es ein geeigneter Versuchsbrenner erforderlich, welcher reale Betriebsbedingungen anwendungsnah im Laborbetrieb nachbilden kann. Um dies zu ermöglichen wird ein neuartiger Versuchsbrenner entwickelt, welcher die technisch relevante Eigenschaften realer Anwenungen berücksichtigt. Dies sind unter anderem hohe Strömungsturbulenzgrade, Mechanismen wie Staukörper- und Drallstabilisierung, sowie geometrische Dimensionen wie sie in Gasturbinen zum Einsatz kommen.

Nach Abschluss der konstruktiven Brennerentwicklung sollen Messreihen an vorgemischter Flammenkonfigurationen nahe der mageren Brennbarkeitsgrenze ein grundlegendes Verständnis der dabei ablaufenden Prozesse bereitstellen. Hierzu kommen die Particle Image Velocimetry (PIV) zum Einsatz, um detailierte Geschwindigkeitsfelder zu ermitteln, welche eine Analyse der strömungsbasierten Stabilisierungsmechanismen über den Staukörpern bei variierenden Drallzahlen ermöglicht. Ergänzt werden diese durch skalare Werte der Laserinduced Fluorescence (LIF) zur Lokalisierung und anschließend konditionierten Analyse der Reaktionszonen im Strömungsfeld.

Die daraus entstehenden Datensätze bilden die notwendige Grundlage zur zukünftigen Entwicklung und Validierung numerische Modelle von magerer Verbrennung nahe der Verlöschgrenze.