DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

4. Strömungsmischvorgänge - 27 -
Zur Realisierung der Mischung werden in der Technik verschiedenste Apparaturen
verwendet. Dabei wird in kontinuierliche und in instationäre Mischer unterschieden.
Ein in der Technik wichtiger kontinuierlicher Mischprozess findet beispielsweise in
Gasturbinen statt. Hierbei wird mittels eines Drallerzeugers dem Brennstoff-Luft-Gemisch
eine definierte Umlenkung zugeführt. Die Gemischbildung stellt einen wichtigen
Einflussparameter für die Art und Zusammensetzung der bei der Verbrennung entstehenden
Schadstoffemissionen und die Höhe des Brennstoffverbrauchs dar. Dieser ablaufende
Verbrennungsprozess wird generell als stationär betrachtet. Jedoch treten bei der
Verbrennung instationäre Vorgänge auf. Diese können durch Strömungsphänomene wie
Wirbelablösungen oder durch Brennkammerschwingungen induziert werden.
Abb. 9 Typischer Rohrbrennkammer-Aufbau
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Mischvorgang im Wesentlichen die
Geschwindigkeit des Reaktionsprozesses beeinflusst. Eine zu langsame Vermischung kann
unter Umständen unerwünschte Nebenprodukte hervorrufen, welche die Produktqualität
negativ beeinflussen können.
Charakterisiert wird die Mischung anhand von Volumenstromverhältnissen oder
Massenverhältnissen.
4.2 Mischungsvorgänge in der Technik und die Anwendung von LIF
Die Untersuchung von Mischungsvorgängen kann verschiedene Gründe haben. Viele in der
Industrie verwendete Mischverfahren sind aufgrund von fehlenden Erkenntnissen im
Mischungsprozess ineffizient. Um diese Phänomene genauer zu verstehen, kann die LIF-
Technik zur Untersuchung dieser herangezogen werden. Durch die Möglichkeit der