de de id en en en en en fr de de en ar de en de en en en en de de de de de de de de de de sv en de en de de de en fr de de de de de en de sv de de de de de de de sv en de zh en en en de de de de de de de nl de en de en de de de de de de de de en de pt en en de en en en en en en de de en pl sv de de de de de de de en de de de nl ca de de id de eo en de de de de de en en de de en en de id de de de de en hu de de it fr de en de en en de de de en de en de sv zh en pt en en de de de de de de de de de de de de sv en de de en de de de de de de de de de de de de de en de es en en en eu en de en de en de de de en de en de de de de de id de de en cs de ms de en en de de en en de nb fr de en en ar de en de
Zur Herleitung von validierten und generalisierten Modellen erforschen die beteiligten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Grundlagen der Oxyfuel-Verbrennung fester Brennstoffe – wie Kohle und Biomasse – in einer Atmosphäre, die im Wesentlichen aus CO2, H2O und O2 besteht.
Der Ersatz des Stickstoffanteils der Luft durch die bei hohen Temperaturen am Brennstoffpartikel sehr aktiven und strahlungswirksamen Komponenten CO2 und H2O hat ein völlig neues Verbrennungsverhalten zur Folge, das zu veränderten chemischen Umsatzraten, aber auch zu Instabilitäten sowie zu örtlichen Zünd- und Löscherscheinungen führen kann. Dies wirkt sich auf sämtliche Transportprozesse aus, wobei die zugrundeliegenden Größenskalen von der atomaren Skala (10-10 m) bis zu den Abmessungen typischer Kohlefeuerungen (Größenordnung 101 - 102 m) reichen.
Zur Auflösung dieser Skalen und der Identifizierung der die Transportprozesse dominierenden Mechanismen werden innerhalb des SFB/Transregio sowohl Grundlagenexperimente generischer Natur wie auch Validierungsexperimente an Festbrennstoffflammen im Technikumsmaßstab durchgeführt. Die Modellbildung reicht von molekulardynamischen Simulationen über Ansätze, welche die Turbulenz ganz oder teilweise auflösen bis hin zur multiskalen Beschreibung des Gesamtsystems durch Large-Eddy-Simulationen (LES) unter Berücksichtigung der Einzelphänomene.
Die Forscherteams bringen ihre Erfahrungen aus den Bereichen homogener Gasverbrennung und heterogener Partikelverbrennung in den Sonderforschungsbe-reich/Transregio ein. Dies ermöglicht die Nutzung der bei der Gasverbrennung entwickelten und bereits erfolgreich eingesetzten, örtlich sowie zeitlich hochauflösenden experimentellen und theoretischen Methoden für das ungleich komplexere Problem der Partikelverbrennung in einer Oxyfuel-Atmosphäre.
Die im SFB/Transregio erarbeiteten Simulationsmodelle und -methoden sollen zukünftig zusammen mit kommerziellen Software-Anbietern in ein Werkzeug überführt werden, das Anlagenbauer und Kraftwerksbetreiber in die Lage versetzen wird, Brenner und Kraftwerkskessel schneller und günstiger planen und auslegen zu können.
Für die Fortführung des SFB/Transregio wurden bei der Deutschen Forschungsge-meinschaft 9,6 Millionen Euro beantragt, die auf die drei beteiligten Hochschulen verteilt werden.
Eine Pressemitteilung der RWTH Aachen
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Reinhold Kneer
Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung
Heizkosten sparen durch weniger Gasverbrauch
Wissenschaft online: „Keramik... Mehr als Großmutters Porzellanservice und Kloschüssel?“, Prof. Dr. Olivier Guillon