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| 024 | 7 | _ | |2 Laufende Nummer |a 36120 |
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| 245 | _ | _ | |a Improved Measurement Techniques for Laminar Burning Velocities and Application to Alternative Fuels |c vorgelegt von Joachim Lutz Beeckmann |h online, print |
| 246 | _ | 3 | |a Verbesserte Messmethoden zur Bestimmung laminarer Brenngeschwindigkeiten und deren Anwendung bei alternativen Kraftstoffen |y German |
| 260 | _ | _ | |a Aachen |b Shaker |c 2016 |
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| 490 | 0 | _ | |a Berichte aus der Energietechnik |
| 500 | _ | _ | |a Druckausgabe: 2017. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University |
| 502 | _ | _ | |a Dissertation, RWTH Aachen University, 2016 |b Dissertation |c RWTH Aachen University |d 2016 |g Fak04 |o 2016-11-18 |
| 520 | 3 | _ | |a Um komplexe, insbesondere vorgemischte unter hohen Temperaturen befindliche, Verbrennungsvorgänge hinreichend zu beschreiben, können qualitativ hochwertige Daten laminarer Brenngeschwindigkeiten einen signifikanten Einfluss haben. Sie dienen hier als fundamentale Verbrennungseigenschaft. Ebenso sind laminare Brenngeschwindigkeiten essentiell für die Validierung komplexer chemischer Mechanismen. Experimentelle Daten müssen immer mit geringstmöglichen Unsicherheiten gewonnen werden. In dieser Arbeit werden daher verbesserte Messmethoden zur Bestimmung laminarer Brenngeschwindigkeiten und deren Anwendung bei verschiedenen Kraftstoffen vorgestellt. Potentielle Unsicherheiten zur Bestimmung laminarer Brenngeschwindigkeiten werden für den experimentellen Aufbau der sphärischen Verbrennungskammer detailliert herausgearbeitet. Der Gemischbildungsvorgang ist maßgeblich der Prozess mit den höchsten Unsicherheiten. Um diesen Prozess zu verbessern wurde eine Vormischkammer zur Gemischbildung implementiert, welche die Unsicherheiten wesentlich reduziert. Anschließend wurde das Bildaufnahmesystem modifiziert. Die Vorteile eines Zweifeldschlierenaufbaus gekoppelt mit einer hochleistungs, hochfrequenz LED hinsichtlich erhöhter Akquisitionsraten und reduzierter Belichtungszeiten wird herausgearbeitet. Diese Modifikation ist insbesondere relevant für schnellbrennende Kraftstoffe, wie Wasserstoff. Danach werden die unterschiedlichen Extrapolationsroutinen zur Bestimmung der ungestreckten Flammengeschwindigkeit evaluiert. Für den bestehenden Aufbau wird die Nutzung der nicht-linearen Methode unter leicht erhöhten Drücken empfohlen, jedoch muss der Druck niedrig genug sein, um Flammeninstabilitäten zu vermeiden. Im Allgemeinen liefern die verschiedenen Extrapolationsroutinen die gleichen Ergebnisse unter erhöhten Drücken. Im Anwendungsteil der Arbeit wird die Theorie der Flammenpropagation und Flammeninstabilität für Wasserstoff / Luft Flammen betrachtet. Es wird gezeigt, dass die theoretischen Ergebnisse für kritische Radien merklich kleiner sind als die experimentell ermittelten. Dies ist zu erwarten, weil die Störungen initial nicht mit der gleichen Geschwindigkeit wachsen, wie die sphärischen Flammen selbst. Experimentelle Daten für Methanol, Ethanol, n-Propanol und n-Butanol werden mit berechneten Flammen verglichen. Verschiedene, in der Literatur vorhandene, kinetische Modelle werden zur Berechnung genutzt. Generell, liegt eine gute Übereinstimmung unter Umgebungsdruck vor. Jedoch werden die experimentellen Daten für höhere Drücke durch die Modelle zu langsam wiedergegeben. Experimente werden auch für neuartige Biobrennstoffe, wie 2-BTHF und 2-Butanon, durchgeführt. Neu entwickelte kinetische Modelle werden mit den experimentellen Daten verglichen. |l ger |
| 520 | _ | _ | |a For an adequate description of complex combustion phenomena, especially under premixed conditions for high-temperatures, high-quality data for laminar burning velocities serving as a key fundamental combustion property, can have significant impact. Furthermore, laminar burning velocity data are essential for the validation of complex chemical kinetic mechanisms. Data must always be obtained along with uncertainties as small as possible. Improved measurement techniques for laminar burning velocities are therefore presented in this thesis along with some applications for different fuels. Potential sources of uncertainty for the spherical chamber setup were fully characterised. The mixture preparation process itself is identified as one of the biggest reasons for uncertainties. As a result, a premixing vessel was introduced to the system for significantly improved mixture preparation. Then,the image acquisition setup was modified. The advantages of a dual-field- lens Schlieren arrangement combined with a high-power pulsed LED were highlighted with respect to increased image acquisition rate and reduced imageexposure times. This modification is very important for the investigation of fast burning fuels, e.g. hydrogen / air mixtures. Thereafter, different methodologies for the extrapolation of flame speed data to obtain unstretched propagation speed in the burnt had to be assessed. For the present setup, it is recommended to always perform measurements under slightly increased pressures, but still low enough to avoid instabilities. In general, the extrapolation routines yield the same results at increased pressures. The theory of flame propagation speed and stability of hydrogen / air flames is revisited. It was shown, that the theoretical findings for the critical radii are always considerably lower than the experiment. This is expected, because, although disturbances start growing when the flame reaches the size Rc, they do not grow as fast as the flame during the initial phase. Experimental burning velocity data for methanol, ethanol, n-propanol, and n-butanol were obtained and compared to laminar burning velocities calculated with different kinetic models available in the literature. Generally, good agreement was found for ambient pressure between the kinetic models and the experiments. However, the models tend to underpredict the experimental results for higher pressures. Experiments were also conducted for the novel biofuels 2-BTHF and 2-butanone. Newly developed kinetic models were compared against the experimental data. |l eng |
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| 700 | 1 | _ | |0 P:(DE-82)086424 |a Chaumeix, Nabiha |b 2 |e Thesis advisor |
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