Under CopyrightMichaelis, AlexanderBeckmann, MichaelMarschallek, FelixFelixMarschallek2022-03-0718.7.20182018https://publica.fraunhofer.de/handle/publica/28215810.24406/publica-fhg-282158Die Verbrennung in porösen inerten Medien wird heute vor allem im Kontext spezifischer Anwendungen genutzt. Immer dann, wenn eine hohe Modulationsfähigkeit, die Möglichkeit, verschiedene Brennstoffe in einem Brenner zu nutzen sowie deren äußerst schadstoffarme Umsetzung von Bedeutung sind, stellt sie eine Option dar. In Verbindung mit einem geeigneten, d.h., thermomechanisch und chemisch beständigen Materialsystem wie Siliziumkarbid kann sie ihre spezifischen Vorteile ausspielen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden, ausgehend von einer verfahrenstechnischen und konstruktiven Auslegung von Brennern für ein Festoxid-Brennstoffzellensystem sowie ein hochmodulierendes Brennwertheizgerät, Fragestellungen zur Stabilisierung von Reaktionszonen und zu deren Überwachung untersucht. Dabei konnte über die Identifikation der wesentlichen Mechanismen ein bisher nicht bekannter Zusammenhang zwischen der Flammengeschwindigkeit und der Brennraumtemperatur in relevanten Temperaturbereichen ermittelt werden. Weiterhin wurden erstmals systematisch Flammenüberwachungsmethoden für kinematisch stabilisierte Porenbrenner untersucht und bewertet.1 Einleitung // 2 Stand der Technik und Wissenschaft / 2.1 Eingrenzung der Thematik / 2.2 Stand der technologischen Entwicklung / 2.3 Flammengeschwindigkeit in porösen Medien / 2.4 Flammenerkennung in porösen Medien // 3 Grundlagen / 3.1 Prozessmodellierung der technischen Verbrennung / 3.2 Thermodynamische Grundlagen / 3.3 Reaktionstechnische Grundlagen / 3.4 Verbrennung in porösen Medien / 3.5 Festoxidbrennstoffzellen (SOFC) // 4 Entwicklung kinematisch stabilisierter Porenbrenner / 4.1 Vorbetrachtungen zur Auslegung von Porenbrennern / 4.2 Mehrstofffähiger Brenner für ein Biogas-betriebenes Brennstoffzellensystem / 4.3 Langzeitstabilität von Porenbrennern // 5 Stabilisierung von Reaktionszonen in porösen Medien / 5.1 Theoretische Betrachtungen / 5.2 Experimenteller Aufbau und Versuchsdurchführung / 5.3 Ergebnisse / 5.4 Fehlerbetrachtung // 6 Flammenerkennung in kinematisch stabilisierten Porenbrennern / 6.1 Vorbetrachtungen / 6.2 Experimenteller Aufbau und Versuchsdurchführung / 6.3 Ergebnisse der Versuche mit kontaktiertem Porenkörper / 6.4 Fehlerbetrachtung // 7 Zusammenfassung und Ausblick / 7.1 Zusammenfassung / 7.2 Ausblickdemechanical engineering & materialsTechnology: general issuesVerbrennungporöse MedienSchadstoffreduktionSiliziumkarbidReaktionszoneBrennstoffzellensystemIngenieurVerfahrenstechnikerEnergietechnikerMaterialwissenschaftlertechnologyModulationsfähigkeitFlammengeschwindigkeitSiliciumcarbidFestoxidbrennstoffzelleVerbrennungsprozessSchadstoffreduzierungÜberwachungTemperaturbereichPorenbrennerBrennstoffHeizgerätBrennwertBrenntemperatur620666doctoral thesis