SLE4Flame - Entwicklung eines Spray-Brenners mithilfe des Selektiven Laserinduzierten Ätzens für die Flash-Boiling unterstützte Verbrennung von flüssigem Ammoniak
Coordinator
Professor Dr. Constantin Leon Häfner ; Professor Dr.-Ing. Reinhold Kneer ; Professor Dr.-Ing. Heinz Pitsch ; Dr.-Ing. Manuel Armin Reddemann
Note: Das beantragte Projekt zielt darauf ab, die direkte Verbrennung von flüssigem Ammoniak in Spraybrennern voranzutreiben, indem ein tiefgreifendes Verständnis des Flash-Boiling-Prozesses erarbeitet und dessen gezielte Steuerung ermöglicht wird. Flash-Boiling gilt als Schlüsselmechanismus für effiziente Durchmischung und hohe Flammenstabilität, ist jedoch extrem sensitiv gegenüber den thermodynamischen, geometrischen und materialbezogenen Randbedingungen im Inneren der Düse. Obwohl die grundlegenden physikalischen Prinzipien bekannt sind, fehlt bislang eine deterministische Kontrolle dieses Phänomens im relevanten technischen Anwendungsfall, da konventionelle Metalldüsen die für die heterogene Nukleation maßgeblichen geometrischen und materialbezogenen Randbedingungen nicht hinreichend definiert und reproduzierbar bereitstellen. Das Projekt adressiert diese Einschränkung, indem das SLE-Verfahren zur Herstellung transparenter Quarzglasdüsen eingesetzt und systematisch weiterentwickelt wird. Aufbauend auf dem Vorgängerprojekt, in dem deterministische Makro- und Mesogeometrien realisiert wurden, soll nun erstmals auch die für die heterogene Nukleation entscheidende Mikro- und Submikrogeometrie gezielt und reproduzierbar eingestellt werden. Das SLE-Verfahren ist derzeit die einzige Technologie, mit der derart mechanistisch interpretierbare Mikrostrukturen in Glasdüsen mit der erforderlichen Präzision hergestellt werden können. Die Kombination aus optisch zugänglichen Quarzglasdüsen, genau definierten Geometrien auf mehreren Skalen und kontrollierter Variation der lokalen thermodynamischen Randbedingungen ermöglicht die Erzeugung bislang unerreichbar hochqualitativer experimenteller Daten entlang der gesamten Prozesskette: von der Nukleation über die Blasendynamik in getaperten Düsenlöchern und den Strahlzerfall bis hin zur turbulenten Mischung und Flammenbildung bzw. Reaktion. Zusammen mit hochaufgelösten Simulationen werden diese Daten zur Entwicklung von Modellen genutzt, die die Düseninnenströmung mit dem reagierenden äußeren Spray verbinden, um den Einfluss geometrischer Merkmale im Submikro-, Mikro- und Makrobereich über alle Längenskalen hinweg zu quantifizieren und ein konsistentes, physikalisch fundiertes Verständnis des Gesamtprozesses zu erlangen. Letztendlich wird dieses Wissen in ein hybrides Düsendesign einfließen, das in eine modulare Spraybrennerarchitektur integriert ist und eine physikalisch fundierte Steuerung von Ammoniak-Sprayflammen ermöglicht.
http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.pngContribution to a conference proceedingsMorse, K. ; Fröde, F.RWTH* ; Rohlfs, W.RWTH* ; Pitsch, H.RWTH* ; Brenn, G. Stability Behavior of Faraday Waves for Ultrasonic Atomization 2026Book of proceedings : 34th European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems ; ILASS Europe 2026 ; 6-9 September 2026, Lisbon, Portugal 34. European Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, ILASS Europe 2026, LisbonLisbon, Portugal, 6 Sep 2026 - 9 Sep 20262026-09-062026-09-09(2026)2026FulltextBibTeX |
EndNote:
XML,
Text |
RIS
guest ::
BibTeX |
EndNote:
XML,
Text |
RIS
BibTeX |
EndNote:
XML,
Text |
RIS
Fulltext
BibTeX |
EndNote:
XML,
Text |
RIS