Zweidimensionale optische Charakterisierung von Rußaggregaten in Flammen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Stefan Will
• Subject Area: Energy Process Engineering ; Mechanical Process Engineering
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 197014056

Die Rußbildung in Verbrennungsprozessen stellt ein komplexes und in Bezug auf den Rußausstoß technischer Systeme höchst gesellschaftsrelevantes Problem dar, das trotz großer Anstrengungen im Bereich der Modellierung nicht vollständig verstanden ist. Zur grundlegenden Untersuchung der Rußbildung in Modellsystemen werden Verfahren benötigt, die möglichst effizient die charakteristischen Größen (insbesondere Konzentration, Primärteilchengröße, Aggregatgröße und deren Verteilungsbreite sowie fraktale Dimension) erfassen können. Wenngleich dies grundsätzlich berührungslos mit optischen Messverfahren erfolgen kann, sind diese Untersuchungen üblicherweise auf punktuelle Messungen beschränkt, so dass für die Bestimmung der Größen eine Abtastung in einer oder oft zwei Dimensionen nötig ist. Es ist Ziel des Forschungsvorhabens, solch eine Charakterisierung zweidimensional abbildend durch Kombination der laseroptischen Messverfahren Lichtstreuung und Laserinduzierter Inkandeszenz zu bewerkstelligen. Aufbauend auf eigenen Vorarbeiten soll hier erstmals eine weitergehende Kombination dieser Techniken zum Einsatz kommen, in der Lichtstreuexperimente zweidimensional abbildend unter verschiedenen Winkeln durchgeführt und so weitergehende Informationen bereitgestellt werden können. Durch Untersuchungen an verschiedenen Modellflammen mit unterschiedlichen Partikeleigenschaften sollen dabei ein neuartiges experimentelles Vorgehen und geeignete Auswertestrategien entwickelt und angewendet werden, um eine möglichst umfassende und effiziente Bestimmung der relevanten Rußparameter in Verbrennungsprozessen zu ermöglichen.

• DFG Programme: Research Grants