Der Strömungsreaktor in Betrieb bei einem reaktionskinetischen Experiment: Links ist die Probenahmedüse schwach zu erkennen. Bei dem rot glühenden Dreieck handelt es sich um ein Thermoelement, mit dem die Temperatur bestimmt wird. Rechts daneben ist eine aufgeweitete Flammenfront zu sehen. Diese ungewöhnliche Flammenform entsteht durch den niedrigen Druck von 40 mbar in der Reaktionszone.
Die experimentelle Analyse der ablaufenden chemischen Reaktionen ist die Basis für ein grundlegendes Verständnis der Verbrennung aller Treib-, Kraft- und Brennstoffe. Von besonderem Interesse sind hierbei sowohl neuartige als auch konventionelle gasförmige und flüssige Brennstoffe.
Im Zentrum der Aktivitäten stehen die chemisch-kinetisch kontrollierten Prozesse technischer Verbrennungssysteme, wie zum Beispiel Zündverhalten, Wärmefreisetzung, Flammengeschwindigkeiten, Schadstoffbildung und die dazugehörigen Reaktionspfade und -netzwerke. Der Abteilung steht dabei ein umfassendes Repertoire an Experimenten zur detaillierten Untersuchung dieser Prozesse zur Verfügung:
Stoßwellenrohre
Laminare Hochdruckbrenner mit Kegelflamme
Strömungsreaktoren, atmosphärisch und Hochdruck, mit Molekülstrahl-Massenspektrometrie-Detektion (MBMS-Detektion)
Niederdruckflamme mit MBMS-Detektion
Verbrennungsforschung an Vakuum-UV-Endstationen an Synchrotron-Einrichtungen
Zum besseren Verständnis der ablaufenden Reaktionschemie werden die relevanten Subprozesse meist anhand kontrollierter Modellsysteme untersucht. Dies umfasst die Vereinfachung der Brennstoffzusammensetzung (Reinstoffe, einfache Mischungen als Modellbrennstoffe) sowie die Separierung der physikalischen Vorgänge in technischen Verbrennungssystemen (z. B. Verdampfung, Mischung).
Anhand der experimentellen Daten kann die numerische Beschreibung der ablaufenden chemischen Reaktionen in Reaktionsmechanismen zusammengefasst, getestet und validiert werden, um somit ein grundlegendes Verständnis zu erlangen. Diese grundlegenden Reaktionsmodelle werden schließlich auf technische Fragestellungen aus den Gebieten Energie, Luftfahrt, Verkehr oder Raumfahrt angewendet und sind eng verzahnt mit den Aktivtäten auf den Gebieten der Treibstoffanalytik sowie der Emissionen/Immission von Schadstoffen.
