Passive scalar interface in a spatially evolving mixing layer (A. Attili and D. Denker)

Quartz nozzle sampling (D. Felsmann)

Dissipation element analysis of a planar diffusion flame (D. Denker)

Turbulent/non-turbulent interface in a temporally evolving jet (D. Denker)

Dissipation elements crossing a flame front (D. Denker and B. Hentschel)

Particle laden flow (E. Varea)

Turbulent flame surface in non-premixed methane jet flame (D. Denker)

DNS of primary break up (M. Bode)

Diffusion flame in a slot Bunsen burner (S. Kruse)

Various quantities in spatially evolving jet diffusion flame (D. Denker)

Sprühstrahl/Wand Interaktionen unter motorähnlichen Bedingungen


Grundlagen


Plattenhalter-Aufbau

In Verbrennungsmotoren führt die Kraftstoffeinspritzung auch zu Sprühstrahl/Wand Interaktionen auf dem Kolbenboden wie auch den Zylinderwandungen. Der direkte Kontakt des Kraftstoffs mit heißen Wand- bzw der Kolbenoberflächen führt zur Rußbildung und erhöhter unverbrannter Kohlenwasserstoffe. Unter Betrachtung aktueller wie auch zukünftiger Emissionsstandards und das damit verbundene Bestreben Abgasemissionen und Kraftstoffverbrauch zu reduzieren, ist es notwendig die reaktive Strahl/Wand Interaktion im Detail und die daraus resultierenden Einflüsse auf die Rußbildungsprozesse besser zu verstehen. Die Mischungsbildung nahe der Oberflächen wird maßgeblich durch den Einspritzprozess und der Kraftstoffausbreitung an der Wand beeinflusst. Daraus ergibt sich eine direkte Beeinflussung auf das Verbrennungsverhalten. Der Umfang der experimentellen Untersuchungen umfasst dabei die Charakterisierung der Rußbildung nahe der Wand und die Oxidation unter motorähnlichen Bedingungen. Für die experimentelle Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Kraftstoffstrahl und Wand wurde ein Plattenhalter entwickelt, welcher in der am ITV vorhandenen Hochdruckeinspritzkammer eingesetzt wird. Die Halterung erlaubt die Untersuchung verschiedener Aufprallwinkel und ermöglicht die Temperaturanalyse mittels einer Temperaturkontrolleinheit. 


Bestimmung der eingespritzten Kraftstoffmengen

Mithilfe eines Einspritzratenmessgeräts, IAV Cross-Injection Analyzer, können die Einspritzmengen und -raten der zu untersuchenden Kraftstoffe präzise bestimmt werden.


Charakteristiken der Einspritzverbrennung und Mischungsbildung

Bestimmung der wesentlichen Dimensionen des Kraftstoffstrahls, wie Eindringtiefe und Kegelwinkel:

  • zeitlich aufgelöste Bestimmung von Eindringtiefe und -winkel der flüssigen Phase mittels 2D-Mie-Streulichtmessungen

  • zeitlich aufgelöste Bestimmung von Eindringtiefe und -winkel der gasförmigen Phase mittels 2D-Schlieren- & Schattenmessungen ("Shadowgraphy")

Bestimmung von Einspritzverbrennungscharakteristika:

  • zeitlich aufgelöste Bestimmung der Flammenabhebehöhe ("lift-off length") und OH*-Intensität mittels OH*-Chemilumineszenz Zündverzögerungsmessung

  • lokale Bestimmung von Ruß-Volumenanteil (fv) und zeitlicher Ruß-Massen Verteilung Mittels DBI Durchlicht-Beleuchtung (Light Extinction Technique)


                                           Diesel-Aufprallstrahl


Ausblick

Zukünftige Untersuchungen werden sich insbesondere mit dem Einfluss von Strahl-Wand-Interaktionen für Oxy-Fuels und Oxy-Fuel-Mischverbrennungen befassen.