Untersuchung der Stabilitätsgrenzen von Propanol- und Butanolisomeren in Vormischflammen

Autor: Paul Zimmermann

ISBN: 978-3-95900-968-3

Dissertation, Leibniz Universität Hannover, 2024

Herausgeber der Reihe: Friedrich Dinkelacker

Band-Nr.: ITV 03/2024

Umfang: 147 Seiten, 42 Abbildung

Schlagworte: Flammenstabilitätsgrenzen, Vormischflammen, Propanolisomere, Butanolisomere

Kurzfassung: Die Arbeit untersucht die Flammenstabilitätsgrenzen von Propanol- und Butanolisomeren in Vormischflammen zur Bewertung ihrer Eignung als Treibstoffe in magerer, vorverdampfter, vorgemischter Verbrennung (LPP) für die Luftfahrt. Ziel ist es, sowohl CO2- als auch Nicht-CO2-Emissionen von Flugtriebwerken zu minimieren, da diese erheblich zur Klimawirkung der Luftfahrt beitragen. Propanol- und Butanolisomere haben langsamere Reaktionskinetiken als kerosinbasierte Treibstoffe, was eine sichere Vorverdampfung und Vormischung ermöglicht. Die experimentelle Untersuchung erfolgt durch Vorverdampfung flüssiger Brennstoffe an einem drallfreien Brenner, um Blowoff- und Flashbackgrenzen präzise zu messen. 884 Datenpunkte zu den Stabilitätsgrenzen werden generiert, um die Einflüsse von Temperatur, Brennstoffstruktur und Äquivalenzverhältnissen zu analysieren. Sec- und iso-Butanol zeigen größere Stabilitätsbreiten, was ihre höhere LPP-Tauglichkeit anzeigt. Die Ergebnisse werden mit theoretischen Modellen korreliert, die auf dem Damköhler-Ansatz für Blowoff und kritische Geschwindigkeitsgradienten für Flashback basieren. Die Modelle liefern dimensionslose Korrelationsfunktionen zur Vorhersage der Flammenstabilitätsgrenzen.