Untersuchung der Stabilitätsgrenzen von Propanol- und Butanolisomeren in Vormischflammen

Zusammenfassung

Die Arbeit untersucht die Flammenstabilitätsgrenzen von Propanol- und Butanolisomeren in Vormischflammen zur Bewertung ihrer Eignung als Treibstoffe in magerer, vorverdampfter, vorgemischter Verbrennung (LPP) für die Luftfahrt. Ziel ist es, sowohl CO2- als auch Nicht-CO2-Emissionen von Flugtriebwerken zu minimieren, da diese erheblich zur Klimawirkung der Luftfahrt beitragen. Propanol- und Butanolisomere haben langsamere Reaktionskinetiken als kerosinbasierte Treibstoffe, was eine sichere Vorverdampfung und Vormischung ermöglicht. Die experimentelle Untersuchung erfolgt durch Vorverdampfung flüssiger Brennstoffe an einem drallfreien Brenner, um Blowoff- und Flashbackgrenzen präzise zu messen. 884 Datenpunkte zu den Stabilitätsgrenzen werden generiert, um die Einflüsse von Temperatur, Brennstoffstruktur und Äquivalenzverhältnissen zu analysieren. Sec- und iso-Butanol zeigen größere Stabilitätsbreiten, was ihre höhere LPP-Tauglichkeit anzeigt. Die Ergebnisse werden mit theoretischen Modellen korreliert, die auf dem Damköhler-Ansatz für Blowoff und kritische Geschwindigkeitsgradienten für Flashback basieren. Die Modelle liefern dimensionslose Korrelationsfunktionen zur Vorhersage der Flammenstabilitätsgrenzen.