Untersuchung zur adiabaten laminaren Brenngeschwindigkeit von Ethanol-Wasser-Gemischen mit der Heat Flux Methode

Es wird ein bestehendes System zur Messung der adiabaten laminaren Brenngeschwindigkeit von gasförmigen Brennstoffen für die Untersuchung von flüssigen Brennstoffen adaptiert. Die wesentlichen Anpassungen fokussieren sich auf den Verdampfer und die Dosiereinrichtung für die flüssigen Brennstoffe. Die Brenngeschwindigkeit von Ethanol-Wasser-Gemischen, mit einem Wassergehalt von bis zu 20 Volumenprozent, wurden bei unter-schiedlichen Gemischtemperaturen im Bereich zwischen 45 °C und 110 °C untersucht.
Die Heat Flux Methode wurde hierbei zur Bestimmung der adiabaten laminaren Brenngeschwindigkeit verwendet. Die für die Verwendung von flüssigen Brennstoffen angepasste Methode wird detailliert untersucht. Das Prinzip der Methode ist die Stabilisierung einer flachen Flamme auf einer beheizten Brennerplatte. Eine eingestellte Temperaturdifferenz zwischen Brennerplatte und unverbrannten Gemisch führt zu einer Vorwärmung des Gemischs beim Durchströmen der gelochten Brennerplatte. Bei unterschiedlichen Gasgeschwindigkeiten des Brennstoffgemisches verändert sich die Position der Flamme oberhalb der Brennerplatte minimal. Die Vorwärmung kompensiert idealerweise die Wärmeverluste der Flamme an die Brennerplatte. Die Erfassung des radialen Temperaturprofils der Brennerplatte erlaubt es die Gasgeschwindigkeit zu ermitteln, bei der ein adiabater Zustand herrscht.
Ein Vergleich von unterschiedlichen Reaktionsmechanismen für die Ethanoloxidation und den experimentellen Ergebnissen dient als Bewertungsgrundlage für die Aussage, ob die einzelnen Mechanismen für die Berechnung von Wasser-Ethanol-Gemischen verwendbar sind. Eine Korrelation der Ergebnisse wird genutzt zur Darstellung der Abhängigkeit der Brenngeschwindigkeit von den Eingangsparametern.