TRR 129: Oxyflame - Entwicklung von Methoden und Modellen zur Beschreibung der Reaktion fester Brennstoffe in einer Oxyfuel-Atmosphäre
Coordinator
Professor Dr.-Ing. Reinhold Kneer
Grant period
2013 - 2025
Funding body
Deutsche Forschungsgemeinschaft
DFG
Identifier
G:(GEPRIS)215035359
Note: Der SFB/TRR 129 (RWTH Aachen University, Ruhr-Universität Bochum, Technische Universität Darmstadt) untersucht die Grundlagen der Verbrennung von pulverisierter fester Biomasse in Oxy-Fuel-Atmosphäre, d.h. einer gasförmigen Atmosphäre, die hauptsächlich CO2, H2O und O2 enthält. Das Ersetzen des Stickstoffanteils der Luft durch die bei hohen Temperaturen am Brennstoffpartikel sehr aktiven und strahlungswirksamen Komponenten CO2 und H2O hat ein völlig neues Verbrennungsverhalten zur Folge, das zu veränderten chemischen Umsatzraten, aber auch zu Instabilitäten sowie zu örtlichen Zünd- und Löscherscheinungen führen kann. Biomasse als fester Brennstoff beeinflusst alle diese Prozesse aufgrund ihrer spezifischen Zusammensetzung und Struktur sowie durch die damit verbundenen unregelmäßigen Partikelformen. Zur Identifizierung der dominierenden Mechanismen der auftretenden Transportprozesse wird ein multiskaliger Ansatz sowohl bei den Experimenten, als auch bei den zugehörigen Modellierungsansätzen und Simulationen verfolgt. Beispielsweise werden Modellierungsansätze unterschiedlicher Genauigkeit berücksichtigt, die von Molekulardynamiksimulationen über Ansätze, die die Turbulenz teilweise oder sogar vollständig auflösen, bis hin zu einer Multiphysik und Multiskalenbeschreibung der System-Skala mit Large-Eddy-Simulation (LES) reichen.Die übergeordneten wissenschaftlichen Ziele des SFB/TRR sind:•Skalenübergreifendes Verständnis der Mechanismen der Verbrennung fester, staubförmiger Brennstoffe in einer Gasatmosphäre, die im Wesentlichen aus CO2, H2O und O2 besteht,•Herleitung von validierten und generalisierten Modellen (Verbrennung und Transportvorgänge) für diese Bedingungen, die die erforderlichen Details auf den jeweiligen Skalen berück-sichtigen,•Entwicklung effizienter und grundlagenbasierter Simulationsmethoden zur Prozessauslegung mit bekannter Fehlerabschätzung, damit diese Prozesse technisch beherrscht und optimiert werden können.Der SFB/Transregio ist in drei Projektbereiche eingeteilt. Im Projektbereich A (6 Teilprojekte) wird im Wesentlichen die Modellentwicklung zur Reaktionskinetik bei Feststoffpartikeln erarbeitet. Dies wird im Projektbereich B (7 TP) durch theoretische und experimentelle Untersuchungen zu den aerodynamischen Vorgängen im Partikelschwarm wie auch zu den Auswirkungen der geänderten Atmosphäre auf die Verbrennung ergänzt. Die Berücksichtigung von Phänomenen auf System-ebene wird im Projektbereich C (5 Projekte) durchgeführt. Dort werden die Erkenntnisse aus der Analyse der Biomasse-Oxy-Fuel-Verbrennung unter Berücksichtigung von Strahlungsprozessen mit den in den Bereichen A und B entwickelten Modellen kombiniert und in einen umfassenden Modellierungsrahmen, OxySim-129, integriert. Die Konsolidierung, Optimierung und fachliche Pflege dieses OxySim-129-Rahmens wird durch ein Dienstleistungsprojekt gewährleistet.
http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.pngContribution to a conference proceedingsPielsticker, S.RWTH* ; Gfall, K. ; Kneer, R.RWTH* Interplay of primary and secondary reactions during PMMA pyrolysis – Experiments and modeling 20252nd international workshop on reacting particle-gas systems : modelling and experimental characterization of reactive particle-gas systems / editors: Dominique Thévenin, Viktor Scherer 2. International Workshop on Reacting Particle-Gas Systems, MagdeburgMagdeburg, Germany, 16 Jun 2025 - 18 Jun 20252025-06-162025-06-18Magdeburg : Universitätsbibliothek69-72(2025)2025Homepage of bookBibTeX |
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