Abteilung Vergasungstechnologie

Arbeitsgruppe: Flüssige Brennstoffe / Zerstäubung

Ziel der Forschungsarbeiten ist die Optimierung gasgestützter Düsen hinsichtlich der vom jeweiligen Prozess vorgegebenen Anforderungen (z. B. Spraywinkel und resultierende Tropfengröße), abhängig von den jeweiligen Betriebsbedingungen und der Geometrie der Düse.

Zur Untersuchung des Zerstäubungsprozesses im Kontext der Flugstromvergasung, werden drei Versuchsanlagen betrieben (Pressurized Atomization Test Rig (PAT), ATMOsperic Spray Test Rig (ATMO) und das Burner Test Rig (BTR)). Diese ermöglichen: (i) die Untersuchung des Primärstrahlzerfalls, (ii) die Quantifizierung der dabei vorherrschenden Instabilitäten und Mechanismen, (iii) die Bestimmung der resultierenden Tropfengröße und (iv) die Bestimmung des Strömungsfeldes. Für die Experimente stehen optische und laserbasierte Messtechniken (HG-Kamera, PIV, LDA, PDA, LBS, SpraySpy) zur Verfügung. Die Rohdaten der Messgeräte können mittels einer eigens programmierten Auswerteroutine (SprayCat) in Daten zur Quantifizierung der Zerstäubungsgüte überführt werden, z. B. massenstromgewichteter integraler Sauterdurchmesser zur Beschreibung der Tropfengröße in einer Ebene des Sprays.

Arbeitsschwerpunkte:

• Rheologische Charakterisierung von Brennstoffen
• Zerstäubung hochviskoser Flüssigkeiten und Suspensionen mittels gasgestützter Düsen
• Experimentelle Untersuchung des Umgebungsdruckeinflusses auf die Zerstäubung
• Entwicklung, Optimierung und Scale Up gasgestützter Düsen für die Flugstromvergasung
• Bereitstellung experimenteller Daten für die numerische Simulation (EBI-VBT)

Anlagen:

• Pressurized Atomization Test Rig - PAT
• Atmospheric Spray Test Rig – ATMO
• Burner Test Rig - BTR

Mitarbeiter:

Kooperationen:

• HVIGasTech
• EBI-VBT

Abgeschlossene Promotionen:

• A. Sänger
  Zerstäubung hochviskoser Fluide bei variierendem Systemdruck - Grundlagenforschung zur Hochdruck-Flugstromvergasung
  Dissertation, KIT, 2018
   
• T. Jakobs
  Einfluss des Reaktordrucks auf die Spraygüte außenmischender Zweistoffdüsen
  Dissertation, KIT, 2015