Laserspektroskopische Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss elektrischer Felder auf vorgemischte Flammen

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Alfred Leipertz
• Subject Area: Energy Process Engineering ; Technical Thermodynamics
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 90805927

Der Einfluss elektrischer Felder auf Flammen verändert die hochkomplexen Wechselwirkungen zwischen Strömung und Verbrennungsreaktion. Die Untersuchung dieser Veränderungen ist nur durch die Verwendung laseroptischer, nichtinvasiver Messtechniken möglich. Ausgehend von den in Kohlenwasserstoffflammen gebildeten positiven und negativen Ladungsträgern ist deren Interaktion mit anderen Molekülen noch weitgehend ungeklärt. Den Ladungsträgern wird nach ihrer Entstehung eine Kraft durch das elektrische Feld aufgeprägt und entlang der Feldlinien beschleunigt, wo sie mit anderen Molekülen kollidieren. Durch den Impulsübertrag ändern sie die Strömung und damit grundsätzlich die Flammeneigenschaften, eventuell auch die Chemie. Ein kombiniertes Auftreten beider Mechanismen ist ebenfalls denkbar. Durch die Experimente der ersten Förderphase konnte der als Ionischer Wind bezeichnete Strömungseinfluss sowohl bei statischen, als auch bei transienten Feldern als dominant nachgewiesen werden. Die Änderung der Verbrennungsreaktion durch elektrische Felder konnte, trotz vieler Indizien dafür, bisher noch nicht vollständig geklärt werden. Hierzu soll in der zweiten Projektphase in mikroskopischen Untersuchungen das Temperaturprofil, die lokale Radikalbildung, sowie deren Interaktion mit dem Strömungsfeld im Detail analysiert und darauf aufbauend ein physikalisches Modell zum Einfluss des elektrischen Feldes auf den Verbrennungsprozess abgeleitet werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Frank Beyrau