Zündung und Verbrennung in vorgemischten turbulenten Freistrahlen:
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1999
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LEHRSTUHL A FUER THERMODYNAMIK
TECHNISCHE UNIVERSITAET MUENCHEN
ZUENDUNG UND VERBRENNUNG IN VORGEMISCHTEN TURBULENTEN FREISTRAHLEN
MARTIN JORDAN
VOLLSTAENDIGER ABDRUCK DER VON DER FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN DER
TECHNISCHEN UNIVERSITAET MUENCHEN ZUR ERLANGUNG DES AKADEMISCHEN GRADES
EINES
D O K T OR - INGENIEURS
GENEHMIGTEN DISSERTATION.
VORSITZENDER: UNIV.-PROF. DR.-ING., DR.-ING. HABIL. R. SCHILLING
PRUEFER DER DISSERTATION: 1. UNIV.-PROF. DR.-ING., DR.-ING. E.H. F.
MAYINGER 2. PROF. DR. D. FAVRAT, ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE
LAUSANNE / SCHWEIZ
DIE DISSERTATION WURDE AM 24.06.1999 BEI DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET
MUENCHEN EINGEREICHT UND DURCH DIE FAKULTAET FUER MASCHINENWESEN AM
20.09.1999 ANGENOMMEN.
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS I
INHALTSVERZEICHNIS
ABBILDUNGSVERZEICHNIS IX
FORMELZEICHEN XI
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DES WISSENS 4
3 PHYSIKALISCHE UND CHEMISCHE GRUNDLAGEN 12
3.1 AUSBREITUNG EINER VORGEMISCHTEN FLAMME 12
3.1.1 EINFLUSS VON DIFFUSIONSGROESSEN AUF DIE FLAMMEN STRUKTUR 19
3.1.2 TURBULENTE BRENNGESCHWINDIGKEIT 20
3.1.3 TURBULENTE FLAMMENLOESCHUNG 22
3.2 DER TURBULENTE FREISTRAHL 24
3.2.1 SIMULATION DES FREISTRAHLS MIT DEM PROGRAMM
CFX-TASCFLOW 27
3.3 GRUNDLAGEN DER REAKTIONSKINETIK 29
3.3.1 LAMINARE BRENNGESCHWINDIGKEITEN 33
4 BESCHREIBUNG DER VERSUCHSANLAGEN 35
4.1 DIE L.VIEW-VERSUCHSANLAGE 36
4.2 DIE PUFLAG-VERSUCHSANLAGE 40
5 OPTISCHE MESSTECHNIK 43
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
5.1 MESSUNG DES FLAMMENFORTSCHRITTS UND DER GLOBALEN FLAMMENSTRUKTUR 44
5.1.1 SCHLIERENVERFAHREN 44
5.1.2 HOCHGESCHWINDIGKEITSAUFNAHMEN 45
5.2 GRUNDLAGEN DER LASER-DOPPLER-ANEMOMETRIE 48
5.2.1 TEILCHENFOLGEVERMOEGEN 50
5.3 LASER-INDUZIERTE FLUORESZENZ 52
5.3.1 ANREGUNGSSYSTEM 56
5.3.2 DETEKTIONSSYSTEM 57
5.3.3 DETEKTION DES OH- UND C M H N -RADIKALS . . .. 58
5.3.4 TRIGGERUNG DES LIF-SYSTEMS AUF DIE FLAMME . 60
6 ERGEBNISSE DER VERSUCHE 62
6.1 DISKUSSION EINES REPRAESENTATIVEN VERSUCHES 62
6.2 VERBRENNUNG IN DER ERSTEN KAMMER 67
6.2.1 UNTERSUCHUNG DER FLAMMENSTRUKTUR IN DER ER STEN KAMMER 69
6.3 STROEMUNGSMESSUNGEN IM TURBULENTEN FREISTRAHL . .. 74
6.3.1 TURBULENZ IM FREISTRAHL 77
6.4 FLAMMENLOESCHUNG UND ZUENDUNG NACH DER BLENDE . . 83
6.4.1 FLAMMENLOESCHUNG BEI WASSERSTOFF 83
6.4.2 FLAMMENLOESCHUNG BEI METHAN 88
6.5 UNTERSUCHUNG DER FLAMMENSTRUKTUR 93
6.5.1 RUECKZUENDUNG 97
7 VERGLEICH MIT LITERATURDATEN 99
IMAGE 4
INHALTSVERZEICHNIS III
7.1 TURBULENTE FLAMMENLOESCHUNG 99
7.1.1 BESTIMMUNG DER LOESCHKRITERIEN BEI WASSERSTOFF 104
7.1.2 BESTIMMUNG DER LOESCHKRITERIEN BEI METHAN . 106
7.2 BRENNGESCHWINDIGKEIT IN DER ZWEITEN KAMMER . . .. 108
7.2.1 BRENNGESCHWINDIGKEIT BEI DER DIREKTEN
ZUENDUNG 108
7.2.2 BRENNGESCHWINDIGKEIT IM FALLE EINES ZUENDVER ZUGES 113
8 ZUSAMMENFASSUNG 125
LITERATURVERZEICHNIS 127
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