Modelling of radiative properties of particles in pulverized coal flames during oxy-fuel-combustion

 
Oxyflame C4 WSA Bild oben: Phasenfunktion und Streukoeffizienten, künstlerische Darstellung; Bild unten:REM-Aufnahme von Kohlepartikeln

Im Teilprojekt „Modellierung der Strahlungseigenschaften von Partikeln in Kohlestaubflammen bei der Oxyfuel-Verbrennung“ des Sonderforschungsbereiches OXYFLAME soll eine physikalisch begründete Modellierung der Strahlungseigenschaften der bei der Oxyfuel-Kohleverbrennung auftretenden Partikel erarbeitet werden. Für den Strahlungswärmeaustausch bei der Verbrennung sowie für den Wärmehaushalt der Partikel spielen das Streuverhalten sowie der Absorptions- und Emissionsgrad eine wichtige Rolle, denn deren Kenntnis ist für eine verlässliche Simulation der Verbrennung von großer Bedeutung.

Neben den Kohlepartikeln sollen dabei auch Asche- und Rußpartikel betrachtet werden. Das Ziel dieser Modellierung soll der Einsatz in der CFD-Gesamtsimulation der Oxyfuel-Kohleverbrennung sein; daraus leiten sich die Anforderungen an die zulässige Komplexität der Modellierung ab.

Die Basis für die Modellierung ist die Mie-Lorentz-Streuung, eine detaillierte physikalische Beschreibung der Streuung elektromagnetischer Wellen an sphärischen Partikeln. Diese theoretische Beschreiung des Streuverhaltens wird kombiniert mit Messungen des Emissions- und Absorptionsgrad der Partikel um ein genaues und schnelles Modell für die Berechnung der Streu- und Absorptionseigenschaften von Partikeln in der numerischen Simulation der Kohleverbrennung zu erstellen.