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Chemischer
Gleichgewichtsrechner

Probieren Sie auf dieser Seite unser Programm für die Berechnung des thermodynamischen Gleichgewichtes einer Gasmischung
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VDI-Fachtagung:

28. Deutscher Flammentag


Verbrennung und Feuerung
06. und 07. 09. 2017 in Darmstadt.

Die Top-Themen:

  • Großfeuerungen (zentrale Kraftwerke)
  • Prozessfeuerungen und thermische Behandlungen
  • Feuerungen im dezentralen Bereich
  • Verbrennung in Motoren
  • Messtechnik und experimentelle Grundlagenuntersuchungen
  • Mathematische Modellbildung und Simulation
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Kontakt

Engler-Bunte-Ring 7
76131 Karlsruhe 

Gebäude 40.13.I 

Tel: +49(0)721 608-42571
Fax: +49(0)721 608-47770

E-Mail: Sekretariat
Bachelor- und Masterarbeiten

Aktuelle Angebote für das Anfertigen von Bachelor- und Masterarbeiten finden sie auf der folgenden Seite.
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Ausstattung des Bereichs Verbrennungstechnik 

am Engler Bunte Institut

 

 

Das Zeichen Θ weist jeweils auf ergänzende Bilder oder Grafiken hin





Versuchsanlagen

  • Strömungsreaktor zur Untersuchung von Reaktionskinetiken Θ
    - Länge: 2 m, Durchmesser: 0,1 m
    - Beheizung bis 1400 °C
    - Verweilzeit bei turbulenter Durchströmung ca. 200-300 ms
     
  • Anlage zur Untersuchung von mit Air-Blast-Düsen betriebenen Triebwerksmodellbrennkammern Θ
    - Luftvorwärmung bis 700 K
    - 2 getrennt regelbare Luftströme
     
  • TECFLAM Standardbrennkammer zur Untersuchung turbulenter Vormisch- und Diffusionsflammen bei variabler Drallstärke Θ
    (detaillierte Messdaten sowie Randwerte zur Modellierung sind bei uns erhältlich)
    - Länge: 2,5 m, Durchmesser: 0,5 m
    - thermische Leistung bis 300 kW
    - Brennkammerwände wassergekühlt oder durch Strahlungsschirm isoliert
     
  • Brennkammer zur Untersuchung turbulenter Vormisch- und Diffusionsflammen Θ
    - Länge: 1,5 m, Durchmesser: 0,35 m
    - thermische Leistung bis 150 kW
     
  • Anlagen zur Untersuchung der instationären Flammenausbreitung Θ Θ Θ
    - verschiedene Behältervolumina bis 1160 l
    - Drücke: bis 60 bar
     
  • Versuchsanlage zur Messung laminarer Flammengeschwindigkeiten Θ
    - Geignet für gasförmige und flüssige Brennstoffe
    - Druck bis 30 bar
    - Luftvorwärmung bis 550°C
     
  • Anlage für LIF/Rayleigh-Messungen an periodisch-instationären Flammen Θ
    - thermische Leistung: bis 1 MW
    - Luftvolumenstrom bis 1200 m³/h ( 0,43 kg/s)
     
  • Anlagen zur Untersuchung von Verbrennungsschwingungen
    - Leistung bis 300 kW
    - Pulsation von Luft oder Brennstoffstrom (gasförmig oder flüssig)
     
  • Hochdruckanlage zur Untersuchung von Verbrennungsvorgängen
    - Druck bis 30 bar
    - Volumenströme: Luft bis 120 mN3/h, Erdgas bis 8 m³/h
    - Luftvorwärmung bis zu 550°C
     
  • Messstand zur Charakterisierung von Zerstäuberdüsen
    - Flüssigkeitsseite: Druck bis 35 bar, Volumenstrom 0,1 - 230 l/h
    - Luftseite: Druck bis zu 9 bar, Volumenstrom 0,05 - 30 m³/h
    - thermostatisierte Temperatur: 15 - 70°C
     
  • Zündanlagen zur Bestimmung minimaler Zündenergien
    - unterschiedliche Zündanlagen mit Funkenenergien bis zu 1 Joule.
     



Versorgungsanlagen

  • Luftversorgung
    - Gebläse (Volumenströme: 500-5000 m3N/h, Totaldruckdifferenz bis 500 mbar)
    - Kompressoren (Volumenströme: 150-350 m3N/h, Totaldruckdifferenz bis 40 bar)
     
  • Erdgasversorgung
    - Vordruck: 1 bar, Volumenstrom bis 100 m3N/h
     
  • Versorgung mit Flüssigbrennstoffen (Leichtöl oder Kerosin)
    - Förderung aus Vorratsbehälter (Volumen: 16000 l)
     
  • Brenner verschiedenster Leistungsklassen
    - für laminare und turbulente Flammen
    - für Vormisch- oder Diffusionsbetrieb
    - für gasförmige, füssige und feste Brennstoffe (Stäube)
    - für Strahl- oder Drallflammen



Messtechnik

  • Strömungsmesstechnik
    - Verschiedene LDA (Laser-Doppler-Anemometer)-Systeme Θ Θ Θ
    - Laser bis 6 W Ausgangsleistung
    - Stereo-PIV (Particle-Induced-Velocimetry)
    - CCD-Kameras
    - Mehrfachhitzdrahtanemometrie zur Erfassung des Geschwindigkeitsvektors (1- bis 6-Draht)
    - Gekühlte Mehrloch-Staudrucksonden
     
  • Visualisierung von Strömungs- und Verbrennungsvorgängen
    - Analoge Hochgeschwindigkeitskameras mit bis zu 8000 Bilder/s Θ
    - Laserlichtschnittoptiken Θ
    - Messsystem zur Aufnahme der laserinduzierten Prädissoziations-Fluoreszenz (LIPF) Θ
    - Schlierenmesstechnik Θ
     
  • Temperaturmesstechnik
    - Messsystem zur Aufnahme der Rayleigh-Streuung (2-D-Temperaturfeld) Θ
    - Schnelle Temperatursonden-Systeme
     
  • Partikelmesstechnik
    - 2-/3-Kanal (Dual PDA)
     
  • Gasanalyse
    - Verschiedenste physikalische und physikalisch-chemische Probengasanalysegeräte
     
  • Druckmessung
    - Piezoelektrische- und piezoresistive Druckmesstechnik
    - Kondensatormikrophone
     
  • Sonstige Messtechnik
    - 2-Kanal-FFT-Analysator (HP35670A) zur Analyse von Frequenzspektren
    - Ionisationssonden zur Untersuchung der instationären Flammenausbreitung



Software

 

Kommerzielle, allgemein verfügbare, sowie Kooperations-Software

  • ANSYS CFX / Fluent
  • OpenFOAM mit vielen Verbrennungsmodellen
  • CHEMKIN
  • ICEM
  • Aspen
  • Comsol
  • Origin
  • ProEngineer Creo
  • ChemOffice
  • Gaussian
  • Cosilab
  • Mathlab
  • Mathematica
  • Labview

 

Modelle für Prozesse im Zusammenhang mit Verbrennungstechnik

Die folgenden Modelle sind jeweils auf unterschiedlichen CFD-Platformen wie ANSYS-CFX und OpenFOAM implementiert:

  • UTFC: Unified turbulent flame speed closure model. Dieses Modell basiert auf der Annahme eines Kollektives von laminaren, vorgemischten Flammen, die durch die turbulente Strömung in ihrer Gesamtwirkung den Umsatz erhöhen. Basis dieses Modells ist ein Modell nach Schmid für die Berechnung der turbulenten Brenngeschwindigkeit von Vormischflammen. Die Erweiterung betrifft die Behandlung nicht vorgemischter Flammen und die Wiedergabe von Zwischenprodukten.
  • JPDF Modelle: Diese Modellklasse beschreibt die tubulente Verbrennung durch eine Kombination aus Transportgleichungen für statistische Momente von Mischungs- und Reaktionsfortschrittsvariablen und reduzierter chemischer Kinetik. Die Reduktion der Kinetik kann dabei auf unterschiedliche Arten erfolgen. Eine Möglichkeit ist die Anpassung der laminaren Brenngeschwindigkeit eines globalkinetischer Ansatz an Messdaten oder detaillierte numerische Ergebnisse. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, sogenannte Modellsysteme zur Reduktion zu nutzen. Solch ein Modellsystem kann die ebene, laminare, vorgemischte Flamme sein. Dann wird in der Literatur von einer sog. "flame generated manifold" (FGM) gesprochen. Auch die direkte Zeitintegration der Bildungsraten durch numersche Verfahren (analog einem "plug-flow" Reaktor) ist eine Möglichkeit die Reduktion der komplexen chemischen Reaktionen auf einen Reaktionspfad durchzuführen.
  • McRadiation: Monte-Carlo Simulation der Strahlungswärmeübertragung.
  • McSurf: Modellierung der Abscheidung von festem Kohlenstoff aus der Gasphase an Modelloberflächen.
  • Gaussean: Ab initio Berechnung von Elementarreaktionen und thermodynamischer Basisgrößen.
  • SOFOKLES: Ein Programm zur Berechnung von Rußbildung mit der Momentenmethode.
  • SPONGIA: Ein Programm zur Berechnung von Verbrennung und Wärmeübertragung in inerten keramischen Schwammstrukturen

 

Weitere Eigenentwicklungen

  • EBI-2D: 2 dimensionaler CFD-Code mit verschiedenen Verbrennungsmodellen.
  • ERNEST:- Berechnung von Reaktornetzwerken mit detaillierten Reaktionsmechanismen Θ
     



Rechner

  • BEOWULF Linux Cluster: 47 Knoten( i7 2600K , Xeon X7460 2*HexCore 32GBRAM), Gigabit Ethernet, 196CPUs, 624GB RAM, 72TB Raid Speicher, Linux SuSe 13.1, Platform Load Sharing Facility (LSF) (aktuelle Konfiguration).
  • Transtec Raid50 72TB, 2 HotSpare, Linux SuSe 11.3, 5*1GB Ethernet Controller (4*1GB Channel Bonding)
  • 2 HP Procurve Switch 4208vl 72*1GB Port 8 VLAN-Ports, 2 LWL-miniPort (Office und Cluster)
  • Advanced Unibyte Oxygen Raid50 7TB, 1 Hotspare, Windows Server 2008
  • 40 Arbeitsplatz-PC (Q9550, 8GB RAM, 250GB SATA, Core2 6400, 4GB RAM, 250GB SATA, Windows 7 (64Bit))
  • 45 Messdatenerfassungsrechner (i7 2600K, 16GB RAM, 500GB SATA, Q9550, 8GB RAM, 250GB SATA, Core2 6400, 4GB RAM, 250GB SATA, WINXP/WIN7(32Bit)/WIN7(64Bit))
  • Anbindung an diverse Großrechenanlagen
    - KIT: HP XC3000 Systems, bwUniCluster mit über 500 SMP-Knoten
    - Universität Stuttgart: CRAY SV1/20, CRAY T3E 900/512, NEC SX-5/32, NEC SX-4/40