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Ergebnisse


In der laufenden Antragsperiode wurden bisher unimolekulare Reaktionen in den Systemen Benzol/Phenylradikal, Naphthalin/Naphthylradikal sowie cyclo-Hexan/cyclo-Hexen untersucht, die als Modellbrennstoffkomponenten beim Zündvorgang durch das Aufbrechen der C-H- bzw. C-C-Bindung von erheblicher Bedeutung sind. Die Untersuchungen wurden in Stoßwellenanlagen durchgeführt, wobei die Speziesdetektion mittels Atomresonanz- oder UV-Absorptionsspektroskopie erfolgte.

 

Abb. 1: Experimentelle Anordnung: Stoßrohranlage DLR Stuttgart

 

Abb. 2  Bedeutung der untersuchten Reaktionen in Hinblick auf Zündphänomene

 


Folgende Teilergebnisse wurden erzielt:

  1. Benzol/Phenylradikal: Bestimmung von H-Atomausbeuten sowie druck- und temperaturabhängiger Geschwindigkeitskonstanten der Reaktionen C6H6 → C6H5 H und C6H5 → C6H4 H (T = 1300 – 2200 K, P = 0,4 – 1,2 bar); Hinweise auf einen neuen H-Atome liefernden Kanal aus C6H4 oberhalb 2000 K.

Abb. 3: Relative H-Atom-Konzentrationen beim Zerfall von C6H5 (t = 1,5 ms) für variierende Anfangskonzentrationen

 

  1. Naphtalin/Naphtyl: Bestimmung druck- und temperaturabhängiger Geschwindig-keitskonstanten der Reaktionen C10H8 → C10H7 H (T = 1550 – 2000 K, P = 2 – 5 bar) und C10H7 → C10H6 H (T = 1350 - 1575 K, P » 2 bar); Validierung eines Submodells (9 Elementarreaktionen) zur Beschreibung der Bildung von acetylenischen Produkten beim unimolekularen Zerfall von Naphthalin für den Bereich T = 1600 - 1900 K.

 

Abb. 4: Untersuchungen zum Napthalin-Zerfall

 (a) mögliche Startreaktionen

(b) Arrhenius-Diagramm

 

 

  1. cyclo-Hexan/cyclo-Hexen: durch Messung der H-Abspaltung und der Abnahme des Muttermoleküls Nachweis eines Zweikanalzerfalls (d.h. simultanes Aufbrechen von C-H- und C-C-Bindung) für cyclo-C6H12 mit vergleichbaren Geschwindigkeitskonstanten; Messung der Zerfallsgeschwindigkeit des aus dem cyclo-Hexanzerfalls stammenden Produkts cyclo-Hexen mittels ARAS und UV-Absorption.

 

Abb. 5: mögliche Startreaktionen

 (a) des Cyclohexan-Zerfalls

1200–2300 K; 1,5–4 bar; 1,05–200 ppm in Argon

(b) des Cyclohexen-Zerfalls

1330–2000 K; 1,5–2 bar; 1,05–200 ppm in Argon

 

 

Abb. 6: bisherige Ergebnisse

 (a) zum Cyclohexan-Zerfall

(b) zum Cyclohexen-Zerfal