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Measurements and simulation of the interaction of turbulence and premixed flames; Messungen und Simulationen zur Wechselwirkung zwischen Turbulenz und vorgemischten Flammen

Abstract

The interaction between turbulence and hydrogen-flames was investigated in an explosion tube. The flow velocity around single flow obstacles was measured with a laser-Doppler system and compared to the flame velocity which was recorded using photodiodes. The highest turbulence intensity (up to 10 m/s) and correspondingly the highest flame acceleration was measured in the shear layer downstream of the obstacle with the highest blockage ratio. A closure model based on probability density functions (PDF) was developed for the time averaged chemical reaction rate for the purpose of simulating turbulent combustion processes. Comparisons of the results gained from simulations using the PDF combustion modell showed good agreement with the measurements performed. [German] Die Wechselwirkung zwischen Turbulenz und Wasserstoff-Flammen wurde in einem Explosionsrohr untersucht. Die Stroemungsgeschwindigkeit wurde mit einem Laser-Doppler System an Einzelhindernissen gemessen und mit der Flammengeschwindigkeit, die mittels Photodioden erfasst wurde, verglichen. In der Scherschicht hinter dem Hindernis mit der hoechsten Blockierrate wurde die hoechste Turbulenzintensitaet (bis 10 m/s) und damit die hoechste Flammenbeschleunigung gemessen. Fuer numerische Simulationen der turbulenten Verbrennung wurde ein Schliessungsansatz fuer die zeitgemittelte chemische Reaktionsrate entwickelt, der auf Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen (englisch: PDF) basiert. Vergleichsrechnungen mit dem PDF-Verbrennungsmodell zeigten gute Uebereinstimmung mit den durchgefuehrten Messungen.
Authors:
Publication Date:
Nov 01, 2000
Product Type:
Thesis/Dissertation
Report Number:
ETDE-DE-1104
Resource Relation:
Other Information: TH: Diss.; PBD: Nov 2000
Subject:
42 ENGINEERING; HYDROGEN; FLAMES; MIXTURES; TURBULENT FLOW; INTERACTIONS; VELOCITY; LASER DOPPLER ANEMOMETERS
OSTI ID:
20218570
Research Organizations:
Technische Univ. Muenchen (Germany). Fakultaet fuer Maschinenwesen; Technische Univ. Muenchen (Germany). Lehrstuhl A fuer Thermodynamik
Country of Origin:
Germany
Language:
German
Other Identifying Numbers:
TRN: DE01GF587
Availability:
Available to ETDE participating countries only(see www.etde.org); commercial reproduction prohibited; OSTI as DE20218570
Submitting Site:
DE
Size:
224 pages
Announcement Date:

Citation Formats

Durst, B. Measurements and simulation of the interaction of turbulence and premixed flames; Messungen und Simulationen zur Wechselwirkung zwischen Turbulenz und vorgemischten Flammen. Germany: N. p., 2000. Web.
Durst, B. Measurements and simulation of the interaction of turbulence and premixed flames; Messungen und Simulationen zur Wechselwirkung zwischen Turbulenz und vorgemischten Flammen. Germany.
Durst, B. 2000. "Measurements and simulation of the interaction of turbulence and premixed flames; Messungen und Simulationen zur Wechselwirkung zwischen Turbulenz und vorgemischten Flammen." Germany.
@misc{etde_20218570,
title = {Measurements and simulation of the interaction of turbulence and premixed flames; Messungen und Simulationen zur Wechselwirkung zwischen Turbulenz und vorgemischten Flammen}
author = {Durst, B}
abstractNote = {The interaction between turbulence and hydrogen-flames was investigated in an explosion tube. The flow velocity around single flow obstacles was measured with a laser-Doppler system and compared to the flame velocity which was recorded using photodiodes. The highest turbulence intensity (up to 10 m/s) and correspondingly the highest flame acceleration was measured in the shear layer downstream of the obstacle with the highest blockage ratio. A closure model based on probability density functions (PDF) was developed for the time averaged chemical reaction rate for the purpose of simulating turbulent combustion processes. Comparisons of the results gained from simulations using the PDF combustion modell showed good agreement with the measurements performed. [German] Die Wechselwirkung zwischen Turbulenz und Wasserstoff-Flammen wurde in einem Explosionsrohr untersucht. Die Stroemungsgeschwindigkeit wurde mit einem Laser-Doppler System an Einzelhindernissen gemessen und mit der Flammengeschwindigkeit, die mittels Photodioden erfasst wurde, verglichen. In der Scherschicht hinter dem Hindernis mit der hoechsten Blockierrate wurde die hoechste Turbulenzintensitaet (bis 10 m/s) und damit die hoechste Flammenbeschleunigung gemessen. Fuer numerische Simulationen der turbulenten Verbrennung wurde ein Schliessungsansatz fuer die zeitgemittelte chemische Reaktionsrate entwickelt, der auf Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen (englisch: PDF) basiert. Vergleichsrechnungen mit dem PDF-Verbrennungsmodell zeigten gute Uebereinstimmung mit den durchgefuehrten Messungen.}
place = {Germany}
year = {2000}
month = {Nov}
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