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Das assumed-PDF Verbrennungsmodell
Der Geschwindigkeitskoeffizient der wichtigsten Ketteneinleitungsreaktion
(Elementargleichung 9, Anhang A) besitzt einen stark exponentiellen Charakter,
ebenso die Koeffizienten der Kettenfortpflanzungs- und Kettenverzweigungsreaktionen
(Elementarreaktionen 1 – 4, Anhang A). Da diese erste Phase
der Zündung maßgeblich die Zündverzugszeit bestimmt, können die Auswirkungen
der Elementargleichungen, deren Geschwindigkeitskoeffizient mit
steigender Temperatur fällt, für die Zündverzugszeit vernachlässigt werden.
Das bedeutet, dass mit wachsenden Temperaturfluktuationen die chemische
Umsatzrate stets erhöht wird. Dagegen bewirken wachsende Speziesfluktuationen
eine breitere Verteilung im Zustandsraum, d.h. es sind mehr chemisch
ungünstige Zustände in der JPDF enthalten. Diese Zunahme der Zustände ist
deutlich in Abbildung 3.3 erkennbar.
In den Diagrammen in Abbildung 3.5 und 3.6 ist die relative Zündverzugszeit
bei stöchiometrischer Mischung und unterschiedlichen Vorwärmtemperaturen
dargestellt. Auch bei diesen höheren Temperaturen haben die Fluktuationen
einen solchen Einfluss. Desweiteren ist eine Zunahme des Gebietes mit
t Z ,r el < 1 festzustellen.
Im Fall einer Mischung deren Mittelwert stöchiometrisch ist, bedeutet jede
Speziesfluktuation eine Abweichung vom Optimum und infolgedessen eine
Erhöhung der Zündverzugszeit. Dagegen erstreckt sich der Wertebereich einer
PDF, deren Mittelwert nicht stöchiometrisch ist, auch in Gebiete mit einer
stärker reagierenden Spezies-Zusammensetzung. Dieser Effekt wurde untersucht
und ist in den Abbildungen 3.7 und 3.8 dargestellt. Die Startbedingungen
mit λ=0,75 und λ=1,4 zeigen nur geringe Unterschiede zum stöchiometrischen
Fall. Besonders die oben beschriebenen qualitativen Auswirkungen
von Temperatur- und Spezies-Schwankungen sind auch hier zu beobachten.
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