Transportprozesse

  Transportprozesse WSA Chemilumeniszens-Aufnahmen zur Untersuchung der Reaktionszone einer gestuften Oxyfuel-Kohlenstaubflamme bei unterschiedlichem lokalem Lambda in Brennernähe

Bei der Wärme- und Stoffübertragung sind Transportprozesse eine notwendige Bedingung, damit Wärme und/oder ein Stoff übertragen werden kann. Solche Transportprozesse sind Leitung, Konvektion bei Wärme sowie Diffusion und strömende Medien bei Stoffen. Die Komplexität der Transportvorgänge steigt erheblich, wenn Wärme- und Stofftransport sich überlagern, parallel chemische Reaktionen ablaufen und/oder komplizierte Strömungen aufgeprägt werden.

Die Untersuchung derartiger Transportprozesse ist ein Hauptaufgabenfeld am WSA und wird in nahezu allen Projekten mehr oder minder intensiv durchgeführt. Insbesondere bei Transportprozessen mit überlagerten sowie parallelen Phänomenen und Vorgängen besteht die Herausforderung darin, die Einzelphänomene wie Tropfen- oder Partikelgeschwindigkeit, Mischungsverhalten, Konzentrationen, Massenströme oder Temperaturen zu untersuchen. Gleichzeitig sind dabei die Haupteinflusskriterien auf die Transportvorgänge zu berücksichtigen und durch den Versuch möglichst nicht zu verändern. Dazu werden am WSA Versuchsstände speziell zur Untersuchung von Einzelphänomenen entwickelt und aufgebaut. Ebenfalls werden für die Untersuchung berührende und berührungsfreie Messtechniken (insbesondere optische Messtechniken) eingesetzt, mit denen dann hochaufgelöst Geschwindigkeiten und Konzentrationen gemessen werden.

Komplexe Vorgänge treten z. B. bei motorischen Sprühstrahlen auf, bei denen Diffusion, Verdampfung und Strömungen sich gegenseitig überlagern. Ein weiteres Beispiel ist die Feststoffreaktion in Flammen, bei der sich Diffusion, zum Teil komplexe Strömungen und Reaktionen überlagern. Ebenfalls sind Prallstrahlen mit parallel stattfindender Reaktion hochkomplexe Vorgänge, bei denen auf vielfältige Weise einzelne Vorgänge mit unterschiedlichen Messmethoden und Analyseverfahren selektiv untersucht werden.