Experimentelle Bestimmung des nicht-reaktiven Mischungsfelds eines neuartigen Brennerkonzepts

  • Typ:Ba/Ma
  • Datum:Juni 2022 (ggf. Juli)
  • Betreuung:

    M.Sc. Paul Schlinger

  • Zusatzfeld:

    Die Arbeit richtet sich an interessierte Bachelor- und Masterstudenten. Es besteht ein Anpassungsspielraum für die individuellen Interessen und Fähigkeiten der Kandidaten. Kenntnisse der Strömungsmechanik, Interesse an Messtechnik und Auswertung von Messdaten sind von Vorteil, jedoch keine Voraussetzung.

  • Ort: CS

    Motivation: 

    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 Reinheits-grad 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.

     

    Aufgabenstellung:         

    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.

     

    Aufgabenstellung: Prof. Dr.-Ing. Dimosthenis Trimis