Hochgeschwindigkeitsbild einer züngelnden Flamme im Motor. Bilder: Qingchun Lei

3D Flammenbilder für saubere Verbrennung

Von KWS, Technik und Internet, Wissenschaft34.548 Views

3D Flammenbilder für saubere Verbrennung

Chinesische Experten wollen #Motoren und #Kraftwerke deutlich umweltfreundlicher machen

Xi’an, PTE, 27. Juli 2023

Forscher der Northwestern Polytechnic University haben den Weg zur besseren Verbrennung in Automotoren geebnet und eröffnen damit die Chance, Abgase zu reduzieren. Mittels Hochgeschwindigkeits Bildgebungsverfahren lassen sich die Details der züngelnden Flammen darstellen. Pro Sekunde werden 10.000 Bilder angefertigt. »Die von uns entwickelte Technik liefert detaillierte Einblicke in die Flammendynamik, die Zündvorgänge und das Verbrennungsverhalten«, sagt Forscher Qingchun Lei.

Mehr Effizienz, weniger Belastung

»Das kann uns Erkenntnisse über die Verbrennungseffizienz, den Schadstoffausstoß und die Optimierung von Energieerzeugungsprozessen liefern, die zur Verbesserung der Konstruktion und des Betriebs von Kraftwerken, Motoren und anderen Verbrennungsanlagen genutzt werden könnten, was zu einer geringeren Umweltbelastung und einer verbesserten Energieeffizienz führt«, so Lei.

Das detaillierte Verständnis des #Flammenverhaltens und der Zündvorgänge, das durch diese Technik erleichtert werde, trage auch zu effektiveren Brandschutzmaßnahmen bei, indem es Infos darüber liefert, wie sich Brände ausbreiten, entwickeln und unterdrücken lassen. »Dies kann genutzt werden, um Brandverhütungsstrategien und Gebäude Designs zu verbessern sowie effizientere Brandbekämpfungssysteme zu entwickeln, die letztendlich dazu beitragen, Leben zu retten, Eigentum zu schützen und die allgemeinen Brandschutzstandards zu verbessern.«

Kombination von 3 Techniken

Die Forscher haben die Schlierenbildgebung, eine etablierte Technik, die Strömungen von durchsichtigen und damit unsichtbaren Medien sichtbar macht, mit einer Faserbildgebung und einer #Computertomografie (CT) kombiniert, die vor allem aus dem medizinischen Bereich bekannt ist. Mit der neuen Methode ist die Dichte und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Flammen in 3D quantitativ ermittelbar.

Die neue Technik nutzt zudem eine Reihe von Glasfaserbündeln, um Licht mit Flammeninformationen aus verschiedenen Winkeln einzufangen. »Die Faserbildgebung ermöglicht eine schnelle simultane Schlierenbildgebung aus mehreren Perspektiven auf flexible und kostengünstige Weise, während das Hinzufügen von CT die 3D Rekonstruktion der Flammen ermöglicht«, erklärt Lei abschließend.

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