Laserbasiertes Geschwindigkeits- und Partikelgrößenmesssystem
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des DFG-Forschungsprojekts "Effect of initial conditions on the fine structures in non-reacting and reacting flows" wurden mit Hilfe des PIV-Systems umfangreiche 2- und 3-dimensionale Messdatenreihen zur Analyse der Feinstrukturmischung durchgeführt. Zur Erhöhung der räumlichen Auflösung der Mischungsprozesse wurde das Messystem auf eine Mikro-PIV-Messanordnung erweitert. Die erfassten Messreihen dienten der Erstellung von Validierungsdaten und von Rand- und Anfangsbedingungen für die auf der Grobstruktursimulation basierten hochaufgelösten Modellierung und Simulation der Mischungsprozesse. Im Rahmen des durch das BMWi geförderten Forschungsprojektes "FAME" wurde mit Hilfe des PIV-Systems die Tröpfchengeschwindigkeit und -ausbreitung von Kraftstofftröpfchen typischer Schifffahrtsbrennstoffe beim Einspritzprozess in einer Hochdruck-Hochtemperatur- Einspritzkammer mit extragroßem optischen Zugang untersucht. Das PDA-System diente hier der Erfassung der Tropfengröße und der Verdampfung des Kraftstoffstrahls. Ziel dieser Untersuchungen ist die Erhöhung der Kraftstoffstrahlgüte bzgl. Zerstäubung und Verdampfung. Das vom Forschungsfond Mecklenburg-Vorpommern unterstütze Forschungsprojekt "Motormanagementstrategien für Schiffsgroßdieselmotoren" (MSGM) führt einen Teil der Untersuchungen zur Zündung, Verbrennung und zur Schadstoffemissionsentstehung an einem optisch zugängigen, schweröltaugliche Einzylinderforschungsmotor durch. Zur Bestimmung der Russentstehung und des Russabbrands wurde das Forschungsgroßgerät (PIV-System) auf das optische Messverfahren "Laserinduzierte Inkandeszenz" (LII) erweitert. Hier wird zur Bestimmung der im Brennraum vorhandenen aktuellen Russmenge die Russstrahlungsintensität ausgewertet. Ziel ist die Minderung der Partikelemissionen von Schiffsdieselmotoren. Im Rahmen weiterer Forschungsprojekte wurden die Strömungsverhältnisse in Verbrennungsmotoren (Tumble-Strömungsfelder) und die Verdampfung von Alkoholen für die stationäre und instationäre Verbrennung untersucht. Hier wurden sowohl das PIV-System als auch das LDA/ PDA-Messprinzip eingesetzt. Das vom der AIF (BMWi) geförderte Projekt "Numerische und experimentelle Untersuchung von Gas-Flüssigkeits-Strömungen in Schlürf-Tauch-Pumpen hat das Projektziel das Förderverhalten von Radialpumpen bei der Förderung von Gas-Flüssigkeits-Gemischen zu untersuchen. Zur Definition des zweiphasigen Strömungsverhaltens wurde das PIV-System insbesondere unter Einsatz der Hochgeschwindigkeitskameras genutzt. Mit einem Industriepartner wurden im Rahmen des Projekts "Axialpumpen-Baureihe" neue Abwasserpumpen mit besonderem Blick auf die Fördereigernschaften feststoffbeladerner Flüssigkeiten untersucht. Das PIV-System wurde am Prüfstand eingesetzt, um die Laufradströmung einer Axialpumpe optisch untersuchen zu können.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Experimental study of fine turbulent structures in a confined jet flow Marbelle, Spain, ETMM10
Kornev, N., Zhdanov, V., Hassel, E.
- Influence of issued jet conditionson on mixing of confined flows. Chemical Engineering Transactions, Vol. 32, pp. 1459 - 1464
Zhdanov, V., Hassel, E., Kornev, N.
- Optische Untersuchungen einer Einspritzstrategie mit einer früheren Voreinspritzung an einem mittelschnelllaufende schweröltauglichen CommenRail-Großdieselmotor, Dissertation , 2014, Universität Rostock
Maxim Epp
- Untersuchung von Potenzialen einer Voreinspritzung für den Einsatz an schweröltauglichen Großdieselmotoren, Dissertation, 2014, Universität Rostock
Rom Rabe
- "Untersuchung von Einspritzung und Verbrennung mittelschnelllaufender Schiffsdieselmotoren" 12. Tagung Motorische Verbrennung, S. 431-442, ISBN 978-3-945806-00-5, Ludwigsburg, 12.-13. März 2015
Pinkert, F.; Najar, I.; Fink, C.; Harndorf
