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Die in der Druckbrennkammer stabilisierten laminaren stationären und pulsierten Methan-Luft-Diffusionsflammen werden mithilfe der RAYLIX-Methode vermessen.Die Pulsation wird, wie im Schema dargestellt, mittels eines Auf-Zu gesteuerten Magnetventils angeregt. DIe Amplitude der Anregung kann durch eine Pulsweitenmodulation gesteuert werden. Am Ausgang des Brenners wurden die Methangeschwindigkeiten mithilfe einer Hitzdratsonde bestimmt. Das resultierende Signal der Rechteckansteuerung ist durch die Tiefpassfilterfunktionen der Ventilmechanik, der Totvolumina und Strömungswiderstände auf die Grundschwingung mit geringen Anteilen der 1. und 2. Oberschwingung reduziert. Amplitude, Anteil der Oberschwingungen und Phase des Signals hängen von der Pulsweite und dem Durchfluss ab.

Die pulsationsangeregten Flammen zeigen ein reproduzierbares Flammenbild. Die folgenden Bilder zeigen links eine Einzelaufnahme und rechts ein über 100 Aufnahmen gemitteltes Bild der Rayleigh-Kamera. Die abgebildete Flamme brennt bei 300kPa, die Pulsation wird mit 10 Hz angeregt.

Einzelaufnahme gemittlete Aufnahme aus 100 Einzelaufnahmen

Die gemittelte Aufnahme entspricht, vom reduzierten Bildrauschen abgesehen, der Einzelbildaufnahme. Eine Mittelung der Daten ist also zulässig. Die Mittelung ist wünschenswert, um die während innerhalb einer Pulsationsperiode auftretende hohe Dynamik der Rußkonzentrationen besser abbilden zu können.

In der Animation ist der Verlauf des Rußvolumenbruchs einer laminaren pulsationsangeregten Diffusionsflamme (250 kPa, 10 HZ Anregungsfrequenz) dargestellt. Die Animation läuft um den Faktor 20 verlangsamt ab. Alternativ kann durch Klicken auf die Animation eine Darstellung in Einzelbildern angesehen werden. Die Einzelbilder liegen jeweils 1/10 Periode (10 ms) auseinander, der Phasennullpunkt ist der Öffnungszeitpunkt des Pulsationsanregenden Magnetventils. Die Flamme zeigt kein perfektes axialsymmetrisches Verhalten, ist als solche aber reproduzierbar und stabil. ( Die Vermessung einer Flamme dauert mehrere Stunden. Dabei werden jeweis Streifen der Flamme bei einer Höhe für alle Phasenwinkel vermessen und danach der nächste Streifen vermessen. Trotzdem passen die Streifen bei jedem Phasenwinkel gut aneinander.)

Animation der Flamme