Betriebssicherheit von Stand- und Zuheizern erhöhen

Promotion am OWI

Für die Versuche zur Erzeugung von Ablagerungen an Vliesverdampfern wurden Brennstoffmischungen zur Nachstellung der Alterung über mehrere Monate bei 8°C und 40°C eingelagert. Foto: OWI

27. Juni 2018 – M.Sc. Winfried Koch hat im April 2018 seine Dissertation an der RWTH Aachen erfolgreich verteidigt. Seine Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der thermischen Stabilität von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen auf den Aufbau und Abbau von Rückständen in Vliesverdampfern. Sie wurde am OWI Oel-Waerme-Institut im Rahmen des Forschungsprojektes „Einfluss des Verdunstungsverhaltens auf die Verkokungsneigung von flüssigen Brennstoffen auf benetzten Oberflächen“ geschrieben.

Die Verdampfung von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen in porösen metallischen Vliesverdampfern ermöglicht eine alternative Verbrennungstechnologie. Diese Technologie ist für motorunabhängige Stand- und Zuheizgeräte in Fahrzeugen Stand der Technik und kann auch zur Gebäudebeheizung genutzt werden. Bei diesen Verdampfungskonzepten tritt eine vergleichsweise hohe thermische Belastung der Brenn- und Kraftstoffe in ihrer flüssigen Phase bei der Verdampfung auf. Grund dafür sind die hohen Temperaturen der mit dem Brenn- oder Kraftstoff benetzten Bauteile. Dies kann dazu führen, dass es bei der Verdampfung von langzeitgelagerten und dadurch gealterten flüssigen Brenn- und Kraftstoffen zur Bildung und Akkumulation von Rückständen kommt. Die Bildung solcher Rückstände kann zu Betriebsstörungen führen.

Mit Hilfe des in der Arbeit entwickelten idealisierten Grundlagenprüfstands zur Vliesverdampfung erfolgte eine Beurteilung, bei welcher Oberflächentemperatur der Vliesverdampfer und über welche Laufzeit des Systems eine rückstandsfreie Verdampfung von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen möglich ist. Es wurde weiterhin untersucht, bei welcher Temperatur eine Regeneration durch Verbrennung von gebildeten Rückständen nach der Verdampfung möglich ist.

Die Erkenntnisse der idealisierten Grundlagenuntersuchungen zum Auf- und Abbau von Rückständen bei der Verdampfung flüssiger Brenn- oder Kraftstoffe bei Isothermie (zeitliche oder eine räumliche Konstanz der Temperatur), müssen in nachfolgenden Arbeiten in verbrennungstechnischen Untersuchungen mittels anwendungsspezifischer Testzyklen überprüft werden, wobei die Flamme als Wärmequelle dient.

Die Dissertationsschrift Winfried Koch – Einfluss der thermischen Stabilität von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen auf den Aufbau und Abbau von Rückständen in Vliesverdampfern (ISBN: 978-3-8440-5966-3) kann beim Verlag unter dem genannten Link als Print- und E-Book-Ausgabe bezogen werden.

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