Partielle Oxidation (POX) von Kohlenwasserstoffen wird industriell häufig eingesetzt, um Synthesegase für z.B. Brennstoffzellen oder als Einsatzprodukt in der chemischen Verfahrenstechnik zu erzeugen. Oftmals wird in derartigen Prozessen reiner Sauerstoff (anstatt Luft) verwendet, um ein Synthesegas mit hohem Reinheitsgrad zu erzielen. In einem neu entwickelten Brennerkonzept soll ein gestuftes Verfahren im ersten Schritt nicht-reaktiv (ohne Flamme bzw. Verbrennung) untersucht werden. Hierbei ist das sich einstellende turbulente Strömungsfeld von hohem Interesse, da die Mischung hierdurch maßgeblich beeinflusst wird.

Im Rahmen dieser anzufertigenden Arbeit soll das turbulente Geschwindigkeitsfeld untersucht werden. Dabei sollen einerseits das gemittelte Strömungsfeld ermittelt, sowie die Turbulenz charakterisiert werden. Zur Bestimmung stehen zwei Methoden zur Verfügung, wobei jeweils die Geschwindigkeit kleiner, strömungsgetragener Partikel bestimmt wird. Bei der Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) wird punktuell die Geschwindigkeit in zwei oder drei Raumrichtungen hinsichtlich Mittelwertes und Schwankungsgrößen bestimmt. Die Particle Image Velocimetry (PIV) ermöglicht durch Kreuzkorrelation von Hochgeschwindigkeitsaufnahmen der Lichtstreuung an Partikeln in einem Laser-Lichtschnitt die Bestimmung der Geschwindigkeit. Für beide Methoden ist ein bestehender Versuchsstand auf die Betriebsanforderungen anzupassen bzw. um Messtechnik zu erwei-tern, um anschließend das Mischungsfeld parametrisch untersuchen zu können.

• Kenntnisse der Strömungsmechanik
• Interesse an optischer Messtechnik und Datenauswertung

Partielle Oxidation (POX) von Kohlenwasserstoffen wird industriell häufig eingesetzt, um Synthesegase für z.B. Brennstoffzellen oder als Einsatzprodukt in der chemischen Verfahrenstechnik zu erzeugen. Oftmals wird in derartigen Prozessen reiner Sauerstoff (anstatt Luft) verwendet, um ein Synthesegas mit hohem Reinheitsgrad zu erzielen. In einem neu entwickelten Brennerkonzept soll ein gestuftes Verfahren im ersten Schritt nicht-reaktiv (ohne Flamme bzw. Verbrennung) untersucht werden. Hierbei sind zwei Vermischungsprozesse von hohem Interesse. Aufgrund der hohen Reaktivität von Flammen, die mit reinem Sauerstoff betrieben werden, ist eine homogene Mischung von Brennstoff und Sauerstoff zu gewährleisten. Zudem hat die Mischung der gestuft zugeführten Stoffströme einen großen Einfluss auf die spätere Synthesegaszusammensetzung.

Im Rahmen dieser anzufertigenden Arbeit soll das Mischungsfeld untersucht werden. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der invasiven Untersuchung mittels einer Sonde. Hierzu ist es z.B. zweckmäßig, einem der beiden Stoffströme eine quantifizierbare Spurenkomponente hinzuzugeben und dessen lokal im zeitlichen Mittel vorliegende Konzentration im Mischungsfeld zu bestimmen. Um neben Mittelwerten die Schwankungsgrößen der Mischung zu ermitteln, können nicht-invasive Methoden – z.B. Laserinduzierte-Fluoreszenz (LIF) verwendet werden. Für beide Methoden ist ein bestehender Versuchsstand auf die Betriebsanforderungen anzupassen bzw. um Messtechnik zu erweitern, um anschließend das Mischungsfeld parametrisch untersuchen zu können.

• Kenntnisse der Strömungsmechanik
• Interesse an Messtechnik und Datenauswertung