Eingrenzung Fragestellung

Eingrenzung der wissenschaftlichen Fragestellungen

Das Schwerpunktprogramm1980 gliedert sich in die drei folgenden Themenblöcke, deren Inhalte unten genauer aufgeschlüsselt sind:

 

Abbildung 3: Themenblöcke des Schwerpunktprogramms SpraySyn

 

  • Theorie und Simulation (Molekulare Interaktion, chemische Reaktion, Partikelinteraktion, Wechselwirkungen mit der (turbulenten) Strömung)
  • In-situ-Messtechnik (Spray, Partikel, Gasphasen-Konzentrationen und -Temperaturen, Geschwindigkeiten)
  • Prozesse (Spray, Brenner, Gasführung)

Theorie und Simulation

  • Molekulare Interaktion von Prekursor und Lösungsmittel: statische und dynamische Stoffgrößen, Kontinuums- und Grenzflächeneigenschaften
  • Chemische Reaktion: Zerfallskinetik lösungsbasierter Prekursorsysteme, Reaktionsmechanismen der Prekursoren sowie mechanistische Beschreibung der Interaktion der Prekursor- und der Flammenchemie, Konkurrenz zur Rußbildung
  • Interaktion in turbulenten reaktiven Mehrphasenströmungen: Sprayverbrennung komplexer Lösungen, reaktive turbulente Mehrphasenströmung
  • Partikeldynamik: homogene Partikelbildung, -wachstum und interaktion

In-situ-Messtechnik

  • Flüssigphase: Tropfengrößen, -geschwindigkeiten, -temperatur und -verdampfung, Reaktionen und Phasenumwandlung innerhalb der Tropfen
  • Gasphase: Strömungsgeschwindigkeiten, Temperaturverteilung und Konzentrationsverteilung ausgewählter Spezies: zeit- und ortsaufgelöst (LIF, Raman), Spezieskonzentrationen exotischer Spezies: Sichtlinien-integriert (FTIR), Prozessmesstechnik (TDLAS), Fluktuationsbewertung(Chemilumineszenz-Tomographie)
  • Partikelphase: Partikelgröße, Partikel-Volumenbruch, Phasenzusammensetzung, Oberflächen-schichten, Morphologie: winkelaufgelöste Lichtstreuung, Ramanstreuung, laserinduzierte Inkan-deszenz, Röntgen-Kleinwinkelstreuun

Prozesse

  • Spray: Sprayzerstäubung, Prekursorzufuhr, gepulste Zuführung
  • Brenner: Kompaktheit der Flamme, Unterdrücken/Erzeugen von Fluktuationen, Modifikation des Temperaturfeldes, Einfluss des Brennstoffs, Modifikation der Temperaturverteilung, kohlenstofffreie Brennstoffe
  • Alternative Energiezufuhr: Plasma-Unterstützung, nicht-kohlenstoffhaltige Brennstoffe und Lösungsmittel
  • Medienführung: Düsenkonzepte, Mischungskonzepte, Dosier- und Förderkonzepte

Nicht Teil des Arbeitsprogramms sind:

  • Erzeugung von Kohlenstoffpartikeln (es sei denn, Ruß tritt als Verunreinigung in Kombination mit der Bildung von Nicht-Kohlenstoffpartikeln auf)
  • Modifikation der Partikelmorphologie im Nachlauf der Sprayflammensynthese
  • Betrachtung von isolierten Einzelprozessen ohne Einbindung in das Gesamtkonzept