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Masterarbeit

Simulation eines Reaktors zur Alkinsynthese


Short description:

Die Synthese von Grundchemikalien in Form von Alkinen wird seit über 80 Jahren im großtechnischen Maßstab durchgeführt. Technische Innovation hat in diesem Bereich in den letzten 40 Jahren nur in begrenztem Umfang statt gefunden, da experimentelle Untersuchungen bei den notwendigen Reaktionsbedingungen eine hohe Komplexität aufweisen. Durch numerische Simulation ergibt sich heute die Möglichkeit innovative Verfahren zu evaluieren. Das bedingt jedoch die Validierung der in der numerischen Simulation angewendeten Methoden für die zu simulierende Fragestellung. Dafür soll innerhalb einer Masterarbeit ein am Teilinstitut Verbrennungstechnik entwickeltes Reaktionsmodell für die Simulation reaktiver Strömungen in OpenFOAM anhand vorhandener experimenteller Daten validiert werden. Das Experiment basiert auf einem Reaktor bei dem Methan mit reinem Sauerstoff in einem turbulenten Strömungsfeld gleichzeitig gemischt und exotherm reagieren. 

Dazu soll ein Rechengitter für die betrachtete Geometrie generiert werden. Im Verbrennungsmodell wird das chemische Reaktionssystem reduziert indem nach der FGM-Methode chemische Tabellen unter der Verwendung eines geeigneten detaillierten Reaktionsmechanismus erstellt werden. Die Hauptaufgabe besteht in des stationären turbulenten reaktiven Strömungsfeldes mit OpenFOAM. Die gesamte Arbeit ist in schriftlicher Form zu dokumentieren und wird im Rahmen des Verbrennungstechnischen Seminars präsentiert.


Pre-conditions: Erfahrungen im Bereich der CFD-Simulation mit OpenFOAM können den Einstieg in die Arbeit erleichtern

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Contact person: Dipl.-Ing. Christof Günter Weis
(eMail: Christof.Weis∂Partner.kit.edu )
Supervisor: Prof. Dr.-Ing. Nikolaos Zarzalis
(eMail: Nikolaos.Zarzalis∂kit.edu )