Verbrennungstechnik IVerbrennungstechnik I · 2021. 4. 12. · Verbrennungstechnik - Literatur Vorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK Bücher mit Schwerpunkten Turbulente Verbrennung / Numerische

Vorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Verbrennungstechnik IVerbrennungstechnik I

Prof Dr Ing Thomas SeegerProf. Dr.-Ing. Thomas Seeger

SoSe 2020

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Vorlesung:

P f D I Th SProf. Dr.-Ing. Thomas SeegerTel.: 0271 740-3124E-Mail: [email protected]

Übungen:

Jonas Hölzer, M.Sc.Tel.: 0271 740-2880E-Mail: [email protected] Mail: jonas.hoelzer@uni siegen.de

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Verbrennungstechnik - LiteraturVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Allgemeine Lehrbücher Deutsch:

Warnatz, J., Maas, U., Dibble, R. "Verbrennung", 3. Auflage, Springer, 2001(Schwerpunkte: Grundprozesse, Kinetik, Modellierung; wenig Technik, ca. 39 €) auch englische Ausgabe: "Combustion", 4th Edition, Springer 2006, ca. 54 €

Joos, F. "Technische Verbrennung", Springer 2006(Schwerpunkte: breite Sammlung (meist aus den anderen Büchern), Grundlagen, Vertiefungenund aktuelle Themen; aber sehr teuer ca. 180 €) (*); ) ( )

Günther, R. "Verbrennung und Feuerungen", Springer 1974(Schwerpunkte: Technische Aspekte, Viele Brennerformen, Theorie tw. etwas veraltet, ca. 45 €)

Görner, K. "Technische Verbrennungssysteme", Springer 1991(Schwerpunkte: Grundlagen, Simulation, Kohleverbrennung, ca. 65 €)

(*) als Springer eBook kann das pdf-Dokument geladen werden: http://www.springerlink.de/home/main.mpx

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Allgemeine Lehrbücher Englisch:

Turns, S. R. "An Introduction to Combustion: Concepts and Application", McGraw-Hills, 2nd Ed. 2000 (Schwerpunkte: Gute Mischung aus Konzepten und Anwendungen, empfehlenswert,2. Auflage ca. 73 € mit CD)

Warnatz, J., Maas, U., Dibble, R. "Combustion", 4th Edition, Springer 2006(Schwerpunkte: Grundprozesse, Kinetik, Modellierung; wenig Technik, ca. 59 €)

Kuo, K. "Principles of Combustion", 2nd Ed., J. Wiley 2005(ausführliche Grundlagen, theorieorientiert, Neuauflage soll gut sein)

L i Elb "C b ti Fl d E l i f G " 3 A fl 1986 A d i PLewis, v. Elbe "Combustion, Flames and Explosions of Gases", 3. Auflage 1986, Academic Press(ein "Klassiker")

Glassman, I., "Combustion", 3rd Ed., Academic Press, Orlando 1996.Glassman, I., Combustion , 3rd Ed., Academic Press, Orlando 1996.

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Chomiak, J., "Combustion: A Study in Theory, Fact and Application", Abacus Press - Gordon andChomiak, J., Combustion: A Study in Theory, Fact and Application , Abacus Press Gordon and Breach Science, New York 1990.

Williams, F.A., Combustion Theory, Second Edition, Addison-Wesley, Reading, Mass. (1985) (A h ll ält L h b h)(Anspruchsvolles älteres Lehrbuch)

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Bücher mit Schwerpunkten Turbulente Verbrennung / Numerische Berechnungsmethoden:Berechnungsmethoden:

Peters, N. "Turbulent Combustion", Cambridge Univ. Press, 2000 (gute Einführung in turbulente Verbrennung, später tw. spezieller Schwerpunkt, 83 €)

Poinsot, T., Veynante, D., "Theoretical and Numerical Combustion", 2nd Ed., Edwards, 2005(sehr gute Einführung in numerische Methoden der Verbrennung, 93 €)

Libby, P.A., Williams, F.A. (Eds.), "Turbulent Reacting Flows", 44, Springer, Berlin (1980). (Übersichtsartikel verschiedener Autoren).

Libby, P.A., Williams, F.A. (Eds.), "Turbulent Reacting Flows", Academic Press, London (1994). (Übersichtsartikel verschiedener Autoren, aufbauend auf dem gleichnamigen Buch von 1980).

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Bücher mit Technischen Schwerpunkten:

Motorische Verbrennung:

Merker, G. P., Schwarz, C., Stiesch, G., Otto, F., "Verbrennungsmotoren, Simulation der Verbrennung und Schadstoffbildung", 2. Auflage, Teubner 2004(Schwerpunkte: Motorische Verbrennungsprozesse, Simulation, ca. 40 €)

Heywood J B "Internal Combustion Engine Fundamentals" McGraw-Hill 1988Heywood, J. B. Internal Combustion Engine Fundamentals , McGraw Hill, 1988(Motorische Verbrennungsprozesse, ausführliche Grundlagen, nicht ganz aktuell)

Gasturbinen:

Lechner, C., Seume, J. (Hrsg.), "Stationäre Gasturbinen", Springer, 2003(Schwerpunkt Kraftwerks-Gasturbinen, verschiedene Aspekte von Grundlagen bis zu

Einsatzhinweisen, ca. 1100 Seiten, ca. 200 €)Einsatzhinweisen, ca. 1100 Seiten, ca. 200 €)

Cohen, H., Rogers, G.F.C., Saravanamuttoo, H.I.H., "Gas Turbine Theory", Addison Wesley Longman, 4. edition 1996

(G dl G t bi S h kt h b i Fl t i b k 440 S it )

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(Grundlagen Gasturbinen, Schwerpunkt eher bei Flugtriebwerken, ca. 440 Seiten)


Industriefeuerungen: v Starck A Mühlbauer A Kramer C (Hrsg ) "Praxishandbuch Thermoprozess Technikv. Starck, A., Mühlbauer, A., Kramer, C. (Hrsg.), Praxishandbuch Thermoprozess-Technik,

Band I und II", Vulkan-Verlag 2003(Umfassende Darstellung der Thermoprozesstechnik mit einzelnen Kapiteln zu Brennersystemen)

Baukal C E (Ed ) "The John Zink Combustion Handbook" CRC Press 2001Baukal, C. E. (Ed.) The John Zink Combustion Handbook , CRC Press 2001 (Schwerpunkt Prozesstechnik, Petrochemie; farbenprächtiges schönes Buch, Praxisorientiert,Theorie tw. etwas vernachlässigt, Tabellen leider in englischen Einheiten, ca. 145 €)

Biomasse-Verbrennung: Hartmann, H. (Hrsg.), "Handbuch Bioenergie-Kleinanlagen", Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe, Gülzow, 2003

(Schönes Handbuch besonders zur Brennholz-Nutzung, 180 Seiten, auch elektronisch: www.fnr.de,dort auch weitere Literatur )

Kaltschmitt, M., Hartmann, H. (Hrsg.), "Energie aus Biomasse - Grundlagen, Techniken und Verfahren", S i 2001Springer, 2001

(Umfassendes Buch zur Biomasse-Nutzung, 770 Seiten, ca. 110 €)

Marutzky, R., Seeger, K., "Energie aus Holz und anderer Biomasse", DRW, Stuttgart, 1999(S h kt ti h H l t 350 S it 65 €)

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(Schwerpunkt energetische Holznutzung, 350 Seiten, ca. 65 €)


Daten: • VDI-Wärmeatlas• Baehr, "Thermodynamik", Springer (thermodynamisch relevante Daten im Anhang).• Recknagel, Sprenger, Schramek, "Taschenbuch für Heizung + Klima Technik", Oldenbourgg , p g , , g , g• u. a.

Zeitschriften: • Combustion and Flame, Elsevier • Combustion, Science and Technology, Gordon and Breach, gy,• Progress in Energy and Combustion Science, Elsevier (Übersichtsartikel)• Flow, Turbulence and Combustion, Kluwer• Combustion Theory and Modelling, Institute of PhysicsCombustion Theory and Modelling, Institute of Physics• Proc. of the Combustion Institute (Symposium (International) on Combustion)

(qualitativ hochwertige Veröffentlichungen, Bände 1 - 31)• Verbrennung und Feuerung - VDI Berichte der deutschen Flammentage VDI

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Verbrennung und Feuerung VDI Berichte der deutschen Flammentage, VDI• u. a. Spezialzeitschriften z.B. zur Kraftwerkstechnik (BWK) oder Motortechnik (MTZ)

VerbrennungstechnikVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

INHALTE Verbrennungstechnik I und IIVerbrennungstechnik I und II

1. Erscheinungsbild von Verbrennungsvorgängen2. Thermodynamische Grundlagen3 Ch i h R kti ki tik3. Chemische Reaktionskinetik4. Zündung und Zündgrenzen5. Laminare Flammentheorie

VT I

6. Schadstoffe der Verbrennung7. Turbulente Verbrennung8. Verbrennung flüssiger und fester Brennstoffeg g9. Numerische Simulation von turbulenter Verbrennung

10. Messgröße und Messverfahren der Verbrennungstechnik11. Anwendungsaspekte turbulenter VerbrennungVT II 11. Anwendungsaspekte turbulenter Verbrennung12. Technische Brennersysteme13. Motorische Verbrennung14 Emissionstomographie von Flammen

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14. Emissionstomographie von Flammen15. Diagnostik turbulenter Flammen


Kapitel 1

Erscheinungsbild von gVerbrennungsvorgängen

Eine erste phänomenologisch orientierte Ei füh V bEinführung zur Verbrennung

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InhalteVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

1 1 Aufgaben der Verbrennungstechnik1.1 Aufgaben der Verbrennungstechnik

1.2 Charakterisierung und Begriffe Teilprozesse der Verbrennung

Exkurs: Wie kann man eine Flamme löschen ?

Laminare - Turbulente Flammen

Diffusionsflammen - Vormischflammen

Stationäre - Instationäre Verbrennung

Beispiele

Erste vergleichende Bewertung

Nutzen von Verbrennung

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Nutzen von Verbrennung

"Faszination Feuer"Vorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

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1.1 Aufgaben der VerbrennungstechnikVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Verbrennung ist eine der ältesten Technologien der Menschheit

• BrandrodungH df Wä S h t Ti• Herdfeuer, Wärme, Schutz vor Tieren,

• Nahrungszubereitung• Metallbearbeitungg• "Feuerwaffen"

Fe er ist eischneidigFeuer ist zweischneidig:• Nutztechnologie• Zerstörend / Feuersbrünste Die Strafe des Prometheus, weil er der

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Menschheit Feuer brachte (T. Velasquez)

Aufgaben der VerbrennungstechnikVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

• Industrialisierung:Wesentliche Fortschritte kamen von Energie- undWesentliche Fortschritte kamen von Energie- und Verbrennungstechnik:

• Dampfmaschinen • Kraftwerke • Kolbenmotoren • Gasturbinen • Flugzeugtriebwerke

Blohm & Voss 1926, Kraftwerk Hamburg-Neuhof, MTZ 54, 52 (93)g g

• Transportsysteme (Dampflok, Eisenbahn, Straßenverkehr, Luftfahrt)

g , , ( )

Volkswagen, VR6-Ottomotor, 128 kW, 2.8 l, MTZ 54, 96 (93)

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Bemerkenswert: Über 90% der weltweitenBemerkenswert: Über 90% der weltweiten technischen Energienutzung geschieht über Verbrennungsvorgänge: (*)

• Stromerzeugung (Kohlekraftwerke, Gas-Verbrennung)

• Verkehr

• Wärmenutzung (Heizung, Feuerungen, Herde) g ( g, g , )

(*) Hermann Scheer ("Solare Weltwirtschaft", Verlag A. Kunstmann 2000) weist allerdings mit Recht darauf hin, dass der direkte Solarenergiestrom (Licht, Wärme, Photosynthese und damit Nahrungserzeugung) in dieser Art von Bilanz vergessen

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Photosynthese und damit Nahrungserzeugung) in dieser Art von Bilanz vergessen wurde, und dass dieser einen nochmals weit größeren Energiestrom darstellt.


Also: Aufgaben der Verbrennungstechnik sind:Also: Aufgaben der Verbrennungstechnik sind:

• Verbesserung des Wirkungsgrades

• Verringerung der Schadstoffemissionen

• Aber auch Technische Auslegung von Systemen und Anpassung an technische Anforderungen, z.B. die Verkleinerung des Brennraumes, Leistungssteigerung etc., g g g

Aber wie ?

• 1. Schritt: Verständnis der Grundlagen

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Anforderung an die Verbrennungstechnik: Wirkungsgradsteigerung Verbrauchs- und Schadstoffreduktion

VerfahrensentwicklungReduzierung der Brennkammergröße (beispielsweise für Flugtriebwerkeentscheidend)

Schlagworte sind beispielsweise:“Drei-Liter-Auto““ULEV“ – Ultra“ Low Emission Vehicle“ZEV“ – Zero Emission Vehicle“Single-Digit NOx“ – (< 10 ppm NOx)

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Wärme-übertrager

schlechteBrennkammer

FlammeFlammenführung

BrennerLuft

Brennstoff

Brenner

• Größe von Flamme und Brennkammer?

• Wie viel Brennstoff, wie viel Luft nötig?

• Wird Brennstoff ökonomisch genutzt? (Ausbrand, Wirkungsgrad)

• Betriebssicherheit

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• Schadstoff-Emissionen

VorgehensweiseVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Traditionell

E i i h E f h Wä• Empirische Erfahrung

• Verbesserung mittels Trial-and-Error-Methode

Wärme-übertrager

• Auslegung mittels globaler Berechnungen Flamme

LuftLuftBrennstoffZunehmend

• Berechnung basierend auf lokalen

• Wärme-, Stofftransport durch konvektive Strömung

physikalischen und chemischen Prozessen:

konvektive Strömung• durch Diffusion• Verdampfung

Zunehmend Interdisziplinär

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• Reaktion• Strahlung, usw. ...


Moderne Verbrennungstechnik ist deshalb nicht mehr nur eineIngenieursdisziplin, sondern interdisziplinär:

Thermodynamik, StrömungsmechanikMaterial- & Konstruktionstechnik

Chemie &Reaktionstechnik

VerbrennungstechnikVerbrennungstechnik

Mess- und Regelungstechnik Mathematik / Numerik

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1.2 Charakterisierung und BegriffeVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Verbrennung:g"Umwandlung chemisch gebundener Energie in Wärme

Typisch istTypisch ist • Brennstoff und Oxidationsmittel reagieren miteinander

• Oxidationsmittel O2 (Luft). • Sprengstoffe, feste Raketentreibstoffe enthalten O2 chemisch

gebunden.

• Energiefreisetzung (exotherme Reaktion)

• Reaktionsverlauf oft "schnell" (bei technisch relevanter Verbrennung)

• Wärme- und Stofftransport maßgeblich am Verbrennungsablauf beteiligt.

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Verbrennung ist komplex, nicht vollständig verstanden

Charakterisierung und BegriffeVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Reaktionszone: Ort der Leuchterscheinung ???

Belichtungszeit1/8 sek. 1 sek. 8 sek.

Quelle*:R. Günther

Achtung: L ht h i i t b li ht bhä i

R. Günther

• Leuchterscheinung ist belichtungsabhängig, • das Flammenleuchten ist ein sekundärer Prozess (wird später besprochen)• es gibt auch "flammenlose Verbrennung" (Flamme unsichtbar)

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• Also: Leuchterscheinung definiert nicht unbedingt die Reaktionszone(*) Quellenangabe, siehe Literaturliste zu Beginn des Buches,

Abdruckgenehmigung vom Springer-Verlag

Teilprozesse der VerbrennungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Für eine erste Charakterisierung der Verbrennung unterscheiden wir:

Vier funktionale Teilprozesse bei Verbrennung (gasförmig):

(1) Mischung von Brennstoff und OxidationsmittelExterne ZündungS lb ü d

(2) Erwärmung, so daß Reaktion starten kann (Zündung)

Selbstzündung

(3) Verbrennungsreaktion mit Wärmeentwicklung

Rückkopplung

( ) g g

(4) WärmeabgabeVerbrennung ist selbststabilisierender

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(4) WärmeabgabeVorgang

Exkurs: FeuerbekämpfungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Wi k i Fl lö h ?Wie kann man eine Flamme löschen ?

Luft entziehenBrennstoffzufuhr beenden

Luft entziehen (Löschdecke, Inerte Löschmittel wie Halone CO2)wie Halone, CO2)

Wärme entziehenzur Unterbrechung der Zündung (Wasser als

Vier Teilprozesse: (1) Mischung von Brennstoff und Oxidationsmittel

Zündung (Wasser als Löschmittel; Löschabstand bei Rückschlagsperren)(1) Mischung von Brennstoff und Oxidationsmittel

(2) Erwärmung zur Zündung(3) Verbrennungsreaktion mit Wärmeentwicklung

Rückkopplung

Rückschlagsperren)

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(4) Wärmeabgabe

Exkurs: FeuerbekämpfungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

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T i h Z it k lTypische Zeitskalen:Mischung 0,1 - 10 sekReaktion 10-3 sek

Mischung dominiert oft die Verbrennung

Oft Mischung durch konvektive Strömung unterstützt: laminare oder turbulente Strömung

Laminare Flammen: Strömung zeitunabhängigTurbulente Flammen: Strömung zeitabhängigg g g

)()( z.B. tTTtT (Temperatur)

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gVerbrennun laminare für 0)( tT


Wesentliches Merkmal: Laminare

und turbulente Flamme

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2 Grundtypen von Flammen2 Grundtypen von Flammen

Diffusionsflammen:Br. + Ox. kommen in Reaktionszone zusammen

Vormischflammen:Vormischflammen: Br. + Ox. schon vor der Reaktionszone gemischt

Bem. 1: Wir werden später sehen, dass auch in Vormischflammen die Diff i i h tli h V i t i f i t d NDiffusion ein sehr wesentlicher Vorgang ist, insofern ist der Name "Diffusionsflamme" unglücklich gewählt; besser wäre "nichtvorgemischte Flamme", im Englischen ist "nonpremixed flame" üblich).

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g p )

Bem. 2: Es gibt auch Zwischenformen, die "teilvorgemischten Flammen"

Flammentypen (Bunsenflammen)Vorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Stöchiome-trische

Oberfläche

Leuchtzone (gelb)

Nach-oxidation(schwach blau)

(„Begriff→später“)

Flammen-front

blau)

front(blau)

B

Luft Luft

B L ft

Vormischflamme

Br.

Diffusionsflamme

Br. + Luft

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Flammentypen (Bunsenflammen)Vorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Fl f t/

(2.)

B OxOxFlammenfront/ Reaktionszone B OxOx

(1 )(1.)

B + Ox

reine

reiner B

reine

B + OxB Ox

(B-reich)

teilvorgemischte

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Vormischflamme DiffusionsflammeFlamme

FlammentypenVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

TeilvorgemischteTeilvorgemischte Flamme

(Partially Premixed Flame)

Vormischflamme (Premixed Flame)

Diffusionsflamme (Nonpremixed Flame)B t /L ft

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(Premixed Flame) (Nonpremixed Flame)

Fotos von F. Dinkelacker, 2005

Butan/LuftAuslassdurchmesser 18 mmBrennstoffstrom ist konstant gehalten

Einteilung von FlammenVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

laminar turbulentlaminar

Feuer,

turbulent

Kerze,

Industriebrenner,Fluggasturbine

Diffusions-flamme

Gasherd (teilweisevorgemischt),Porenbrenner

ModerneGastrubine

Vormisch-flamme

Porenbrenner

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Beispiele folgen:

KerzenflammeVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Leuchtzone (gelb)

BrennstoffBrennstoff

Luft Luft

Die Kerzenflamme als klassisches Beispiel einer laminaren

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Beispiel einer laminaren Diffusionsflamme

Beispiele für VerbrennungssystemeVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Quelle*: Günther

Kochstellenbrenner Teilvorgemischte Flamme, Luftansaugung durch Gasleitungsdruck

Bunsenbrenner Wahlweise vorgemischte oder nicht vorgemischte t b l t Fl L ft d h G l it d k

1 / 25F. Dinkelacker 4 / 2006

turbulente Flamme, Luftansaugung durch Gasleitungsdruck

Beispiele für VerbrennungssystemeVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Verdampfungsbrenner für leichtes HeizölEi f h Ölb Zi fEinfacher Ölbrenner, Zimmerofen,Luftzufuhr durch Auftrieb (Schornsteinzug)

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Quelle*: Günther

Beispiel: KraftwerksfeuerungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Tangentialfeuerung in Kraftwerk ca 10 m Kantenlänge

Quelle: TU-Sofia

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Tangentialfeuerung in KraftwerkTurbulente lange Diffusionsflammen

ca. 10 m Kantenlänge

Beispiel: DrehrohrofenVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Quelle*:K. Görner

Drehrohr zur Zementherstellung (Länge 40 - 200 m)T b l t l Diff i fl St hl ä üb

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Turbulente lange Diffusionsflamme, Strahlungswärmeübergang(*) Quellenangabe, siehe Literaturliste zu Beginn des Buches,

Abdruckgenehmigung vom Springer-Verlag und vom Autor

Beispiel: Flug-GasturbineVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Pratt & WhitneyF100-PW-229 Engine

Flugtriebwerk mit Nachbrenner

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Flugtriebwerk mit Nachbrenner

Beispiel: Stationäre GasturbineVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

M d G t bi it Ri b k fü i ht V b

Siemens V84.3A

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Moderne Gasturbine mit Ringbrennkammer für vorgemischte Verbrennung: NOX unter 50 ppm ohne Rauchgasreinigung

Beispiel: HeizbrennerVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

ÖlheizkesselÖlheizkessel

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Holzschnitzelfeuerung (Biomasse)

Erste vergleichende BewertungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Turbulente Flammen: Mischung wird unterstütztVerbrennung schneller, komprimiert

Diffusionsflammen: Lange FlammenStark leuchtend StrahlungStark leuchtend, StrahlungRecht stabile Verbrennung, "sicher"

Vormischflammen: Gezielte Reaktionsführung möglich: NOX - ReduktionRußvermeidung

Rückschlaggefahr

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Instationäre VerbrennungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Ei it M k l b t ifft d itli h V l fEin weiteres Merkmal betrifft den zeitlichen Verlauf der Verbrennung:

• Stationäre VerbrennungVerbrennungsfeld bleibt (im Mittel) ortsfest

• Instationäre VerbrennungEinmaliger Brennvorgang oder zeitlich veränderliches Verbrennungsfeld

)()( gVerbrennunturbulente fürz.B.

tTTtT f(t)TT

:rinstationäfest :stationär

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(T = Temperatur)

Instationäre Verbrennung - BeispieleVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

laminar turbulent

Tropfen-zündung

Dieselmotor(mit Direktein-Diffusions-

flamme

laminar turbulent

zündungspritzung

flamme

KerzeFeuer,Industrieöfen,Diffusions-

flamme

Zünd-vorgänge

Ottomotor(mit Saugrohr-einspritzung)

Vormisch-flamme

instationärFluggasturbine

G h d (t

flamme p g)

Gasherd (tw.vorgemischt),Porenbrenner

ModerneGastrubine

Vormisch-flamme

1 / 34stationär

Beispiel: Motorische VerbrennungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Ottomotor mit Saugrohreinspritzung• Instationäre turbulente vorgemischte

V b

Dieselmotor mit Direkteinspritzung•Instationäre turbulente

i ht i ht V b

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Verbrennung• Fremdzündung

nichtvorgemischte Verbrennung•Selbstzündung

Nutzen von VerbrennungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

P i ä i d " h i h E i " i "Wä " t tPrimär wird "chemische Energie" in "Wärme" umgesetzt. Diese kann unterschiedlichen Nutzen haben

Nutzen BeispieleWärme für Heizung Heizbrenner (Öl, Gas, Feststoffe)Wärme für Hochtemperaturprozesse Zementherstellung

GlasschmelzofenStromerzeugung Kraftwerk (Kohle, Öl, Gas)Stromerzeugung Kraftwerk (Kohle, Öl, Gas)

stationäre GasturbineMech. Leistung, z.B. Verkehr Verbrennungsmotor

Fl G t biFlug-GasturbineChemische Zersetzung Müllverbrennungsanalage

Fackel

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Licht, "Behaglichkeit" Kerze

Beispiel: MüllverbrennungVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

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Quelle: Martin GmbH, München

Fackel (Flare)Vorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Fackeln - zum Abbrennen plötzlich auftretender überschüssiger Brenngase

2. Generation

auftretender überschüssiger Brenngase

Rußend (1. Generation)( )

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Erscheinungsbild von VerbrennungsvorgängenVorlesung VERBRENNUNGSTECHNIK

Zusammenfassung:• Verbrennungstechnik - nach wie vor bedeutende Technologie• Wirkungsgradsteigerung und Schadstoffreduktion hochaktuell• Zunehmend Beschreibung der Detailvorgänge (für Berechnung)Zunehmend Beschreibung der Detailvorgänge (für Berechnung)

• Charakterisierung und BegriffeVerbrennung Flamme• Verbrennung - Flamme

• 4 wichtige Teilprozesse der Verbrennung• Charakterisierungsmerkmale:

• Laminare - Turbulente Flammen• Diffusionsflammen - Vormischflammen• Stationäre Instationäre Verbrennung• Stationäre - Instationäre Verbrennung

• Nutzen von VerbrennungWä A b it Li ht h i h Z t

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• Wärme, Arbeit, Licht, chemische Zersetzung

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