Combustion of hydrocarbon and alternative fuels in non-premixed flows

Abstract

In dieser Diplomarbeit werden ausgewählte Aspekte der Verbrennung von Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen und alternativen Kraftstoffen in nicht vorgemischten Strömungen experimentell untersucht. Bei den getesteten Kraftstoffen handelt es sich um reines Ethanol, Mischungen von Ethanol mit Decan und reines Decan. Dabei werden die kritischen Bedingungen der Selbstzündung und der Auslöschung von den oben genannten Kraftstoffen näher untersucht. Bei den Experimenten werden Selbstentzündungstemperaturen in Abhängigkeit von der Strain-Rate und die Strain-Rate in Abhängigkeit vom Sauerstoffmassenanteil des Oxidationsmittelstroms bei Auslöschung ermittelt. Für die Experimente wird ein Gegenstrombrenner, welcher an der University of California, San Diego entwickelt wurde, verwendet. Dies ist ein häufig verwendetes Instrument in der experimentellen Verbrennungsforschung.Die experimentellen Ergebnisse werden mit den Ergebnissen einer numerischen Simulation verglichen. Der Vergleich der experimentellen und numerischen Ergebnisse soll zeigen, ob es Diskrepanzen oder andere Anomalien zwischen den beiden Datensätzen gibt.

In this diploma thesis, selected aspects of the combustion of hydrocarbon fuels and alternative fuels, more precisely pure ethanol, mixtures of ethanol with decane, and pure decane, are investigated experimentally in non-premixed flows. The critical conditions of autoignition and extinction are examined more closely for these fuels. The conducted experiments provide autoignition temperatures as a function of the strain rate and strain rates as a function of the oxygen mass fraction of the oxidizer stream at extinction. The experiments employ the counterflow burner developed at the University of California, San Diego. Counterflow burners are commonly used devices for combustion research in many laboratories.The experimental results are compared with the results from a numerical simulation to identify whether there is a discrepancy or other anomalies.