Maskinteknik & procesteknik

Forbrændingen af ​​kulbrinter i en gasturbine vil danne grundlaget for fremdrift af fly i en overskuelig fremtid. For at minimere miljøpåvirkningen af ​​denne teknologi skal der udvikles nye forbrændingsprocesser og tabsprocesser i gasturbinens forbrændingskammer optimeres. Aktuelle forskningsområder vedrører mager forblandet forbrænding og optimering af køleluftbehovet i den effusionskølede forbrændingskammervæg. Målet med dette arbejde er at opstille en gasturbineforbrændingstestbænk med realistiske flow-mekaniske og termodynamiske grænsebetingelser for den laseroptiske undersøgelse af koblingen mellem disse koblede forskningsområder. Dette kaldes flamme-kølende-luft-interaktionen Ved hjælp af...

I mange tekniske applikationer, såsom forbrændingsmotorer eller gasturbineforbrændingskamre, er der et samspil mellem flammen og forbrændingskammerets vægge. I disse områder kan der opstå ufuldstændig forbrænding med øget forureningsdannelse og nedsat effektivitet på grund af en kraftig entalpitilbagetrækning i flammen. En fuldstændig forståelse af den flamme-væg interaktion (FWI), der finder sted, er endnu ikke tilgængelig og er derfor genstand for aktuel forskning. I forbindelse med dette arbejde undersøges derfor de processer, der ligger til grund for FWI. Der anvendes to generiske...

Emnet for arbejdet er den detaljerede statistiske analyse af lagdelte og afklippede flammer. Til dette formål anvendes en generisk, forblandet, pilotdrevet brænder, som muliggør lagdeling og forskydning af brændstof-oxidationsmiddelblandingerne, der kommer ud gennem to uafhængige ringformede mellemrum. For at sikre, at de processer, der opstår, forbliver upåvirkede, bruges laserbaserede metoder til at undersøge dem. Den detaljerede karakterisering af brænderen udføres ved hjælp af termografiske fosfor til at bestemme vægtemperaturerne. Kombineret Raman/Rayleigh spektroskopi bruges til samtidig bestemmelse af koncentrationer og temperatur....

Selvantændelse af kulbrinter i turbulente strømningsmiljøer spiller en nøglerolle i mange konstruerede forbrændingssystemer. Tændingen i diesel- eller HCCI-motorer er specifikt initieret af disse komplekse processer og tjener således millioner af individuelle bevægelser. Selvantændelsesprocesser har dog også uønskede fænomener, f.eks. B. som at banke på i benzinmotorer er yderst relevant. Emnet for denne afhandling er den eksperimentelle undersøgelse af kulbrinters selvantændelse i turbulente strømme med det formål at beskrive disse rumligt højdynamiske processer og dermed opnå en dyb forståelse af dem....

Bilen med forbrændingsmotor udgør en grundlæggende del af vores transportsystem og vil bevare denne betydning i de kommende år. Udviklingen af ​​endnu mere effektive motorer er derfor et vigtigt forskningsfelt, og inden for benzinmotorer giver ladningsstratificering ved hjælp af multipel indsprøjtning et særligt potentiale herfor. Formålet med dette arbejde er at undersøge de interne motorprocesser med fokus på at identificere mulige årsager til cyklus-til-cyklus udsving. Til dette formål registreres flowet, indsprøjtningsstrålens penetration og flammens egen glød i en optisk tilgængelig...

Dynamiske markeder og skiftende rammebetingelser (f.eks. forkortede innovations- og produktlivscyklusser), hvis stadig hurtigere forandring ses som en stor udfordring for logistikken og dermed for distributionen og dens planlægning, kræver en hurtig tilpasning af varefordelingen inden for et given distributionsstruktur. Kernen i dette arbejde er et planlægningskoncept for den alsidige distribution af varer i engrosdistributionssystemer, som under hensyntagen til de konstant skiftende påvirkningsfaktorer muliggør kontrol og overvågning af den decentraliserede lagerplanlægning af et distributionssystem, der styres i profitcenterorganisationsform . Planlægningskonceptet giver...

Brændselsceller er et løfte for fremtiden takket være moderne teknologi og stadig stort potentiale for forbedring. På dette tidspunkt begynder dette arbejde og udvikler en ny klasse af materialer med hensyn til deres anvendelse i brændselsceller. Den resulterende komposit er i form af en tynd og fleksibel membran og beskrives i forhold til dens konstruktion. Beskrivelsen forklarer materialeegenskaberne og finder de optimale parametre for at anvende membranerne som elektrolyt i en brændselscelle. Der lægges særlig vægt på undersøgelsen af ​​langsigtet...

I tekniske forbrændingsprocesser spiller flammens interaktion med det turbulente strømningsfelt en afgørende rolle for stabiliteten, sikkerheden og effektiviteten af ​​energiomdannelsen. Turbulent forbrænding er et tredimensionelt flerskalafænomen. Ved drift af tekniske brændere kan der også forekomme forbigående forbrændingstilstande som gnist og selvantændelse, flammeslukning og tilbageslag. For at undersøge disse fænomener udvikles billeddannende laseroptiske målemetoder i dette arbejde og anvendes samtidig til måling af transiente flammer i et turbulent miljø. Arbejdet omfatter grundlæggende videreudviklinger af billeddannende højhastighedsmåleteknologi med hensyn til kvantitativ billeddannelse...

Energiomsætningen i forbrændingsmotorer spiller en vigtig rolle både for varestrømmen og for individuel transport. Ud fra hensynet til råstofknaphed og den konstante befolkningstilvækst er en detaljeret forståelse af de fysiske sammenhænge nødvendig for at kunne gennemføre denne omlægningsproces med optimal effektivitet og dermed effektiv ressourceudnyttelse. Formålet med dette arbejde er at opnå en dybere forståelse af de interne motorprocesser og samspillet mellem udvalgte aspekter. Til dette formål udføres laserbaserede målinger af systemdefinerende variable i en optisk tilgængelig forbrændingsmotor. Nærværende arbejde...

Emnet for denne afhandling er udviklingen af ​​en metode til numerisk simulering af benzinselvantændelse. Udover beregningen af ​​ikke-reagerende strømme med bevægelige og stationære beregningsgitter, simuleres en piloteret metan-luft jetflamme. Derudover giver værket et perspektiv på behandlingen af ​​en næsten-produktions 1-cylindret 4-takts benzinmotor med direkte indsprøjtning i kompressionstændingstilstand. Den udviklede numeriske metode er baseret på en tidsopløst, tredimensionel beskrivelse af gassen og den disperse fase ved hjælp af ALE-skemaet i sammenhæng med grovstruktursimuleringen. Ud over simuleringen af ​​grov struktur blev den...

Motorer, flymotorer eller gasturbiner er blot nogle få eksempler på tekniske forbrændingssystemer. Den energi, der er kemisk bundet i brændslet, omdannes til andre energiformer ved hjælp af en forbrændingsproces. Forbrændingskontrol er afgørende for at udvikle effektive og lavemissionssystemer. Som et forudsigelsesværktøj giver computersimulering allerede et stort bidrag, som vil fortsætte med at vokse i fremtiden. Den samtidige videreudvikling af turbulens- og forbrændingsmodeller er afgørende for yderligere at forbedre kvaliteten af ​​simuleringsresultaterne. I nærværende arbejde er der udviklet en overordnet metode...

Sammenspil mellem flammer og forbrændingskammervægge forekommer i næsten alle almindelige tekniske forbrændingssystemer. Ufuldstændig forbrænding fører til øget dannelse af forurenende stoffer i området tæt på væggen. Den nuværende udvikling for at øge effektiviteten af ​​forbrændingsmotorer og flymotorer er ofte baseret på at reducere forbrændingskamrene og samtidig opretholde eller øge ydeevnen. De mere kompakte forbrændingskamre øger overflade-til-volumen-forholdet, så flamme-væg-samspillet bliver vigtigere i fremtidige forbrændingssystemudviklinger. På grund af de små rum- og tidsskalaer, der er involveret, hvor flamme-væg-interaktionen finder sted, er processerne...