Untersuchung der Struktur turbulenter Flammen unter motornahen Bedingungen:
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1997
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| adam_text | Titel: Untersuchung der Struktur turbulenter Flammen unter motornahen Bedingungen
Autor: Wassenberg, Horst
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Horst Wassenberg, Berlin Untersuchung der Struktur turbulenter Flammen unter motornahen Bedingungen Reihe 12 . Verkehrstechnik/ Fahrzeugtechnik Nr. 321
v Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Versuchsaufbau und Meßtechnik 3 2.1 Aufbau des Einhubtriebwerks...................... 3 2.1.1 Der Brennraum.......................... 3 2.1.2 Aufbau des Kolbens mit Turbulenzgenerator.......... 4 2.1.3 Gestaltung des Zylinderkopfes.................. 6 2.2 Ablauf der Experimente......................... 6 2.3 Meßtechnik und Auswertung....................... 7 2.3.1 Kolbenposition und Zylinderdruck................ 7 2.3.2 Schlierenaufnahmen........................ 8 2.3.3 Eigenstrahlungsaufnahmen.................... 9 3 Grundlagen 12 3.1 Statistik.................................. 12 3.2 Strömungsmechanik........................... 14 3.2.1 Beschreibung der Turbulenz................... 14 3.2.2 Ermittlung der Grundströmung................. 15 3.2.3 Turbulenzmodell......................... 15 3.3 Verbrennung................................ 16 3.3.1 Laminare Flammen........................ 17 3.3.2 Das Flamelet Regime....................... 18 3.3.3 Globale Beschreibung turbulenter Flammen.......... 19 3.3.4 Definition der Flammenflächendichte..............22 3.3.5 Modellierung des turbulenten Verbrennungsprozesses..... 23
VI 4 Messungen 27 4.1 Laminare Flammengeschwindigkeit...................27 4.2 Stabilität der laminaren Flamme ....................28 4.3 Wärmestrom ...............................31 4.4 Flammenflächendichte..........................33 5 Modellierung und Simulation 37 5.1 Flammengeometrie............................37 5.2 Thermodynamisches Zwei-Zonen-Modell................38 5.2.1 Grundgleichungen und Modelle................. 40 5.2.2 Ergebnisse der Prozeßanalyse..................43 5.3 Turbulente Flammengeschwindigkeit ..................45 5.3.1 Stationäre Betrachtung...................... 46 5.3.2 Instationäre Betrachtung.....................46 5.4 Flammenflächendichte..........................48 5.4.1 Grundgleichungen.........................48 5.4.2 Lösungsverfahren ID.......................49 5.4.3 Kompression ohne Verbrennung................. 54 5.4.4 Überprüfung der Schallgeschwindigkeit.............55 5.4.5 Gemisch mit Heizwert Null: Das KPP-Theorem........ 55 5.4.6 Produktion und Auslöschung von Flammenfläche ....... 57 5.4.7 Analyse des erweiterten CFM.................. 76 5.5 Verbrennungsprozeß............................78 5.5.1 Lösungsverfahren 2D....................... 79 5.5.2 Vergleich mit den Emissionsaufnahmen.............84 5.5.3 Beurteilung der Simulationen..................98 6 Zusammenfassung 100 Literat urverzeichnis 104
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