Untersuchung von Kältemittelflammen unter Mikrogravitation - Beurteilung des Brandrisikos (FIRE-SAFE)

Abstract

Brandrisikobetrachtungen in terrestrischen- und Weltraumanwendungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Erforschung neuer Energieträger und klimafreundlicher Kältemittel. In diesem Projekt wurden zuverlässige Methoden zur Brandrisikobeurteilung entwickelt und genaue Messdaten basierend auf fundamentalen Kenngrößen wie der laminaren Brenngeschwindigkeit erfasst. Der Fokus lag dabei auf den Kältemitteln Difluormethan (R32) und 2,3,3,3-Tetrafluorpropen (R1234yf). Die Zuverlässigkeit dieser Methoden wurde mittels umfassender Unsicherheitsanalysen überprüft, insbesondere hinsichtlich Strahlungs-, Streckungs- und Auftriebseinflüsse. Die Untersuchungen unter Mikrogravitation spielten eine entscheidende Rolle dabei, die unterschiedlichen Einflüsse voneinander zu isolieren und Auftriebseinflüsse zu minimieren. Im Rahmen des Projekts wurden Leitlinien etabliert, die genauere Messungen und Unsicherheitsanalysen ermöglichen. Dadurch konnten robuste Messdaten für besonders langsam propagierende Flammen verschiedener Kältemittelgemische generiert werden, die alle entscheidenden Einflussfaktoren berücksichtigen. Diese Messdaten dienen der Verbesserung und Validierung chemischer kinetischer Modelle, die für die Brandrisikobeurteilung in realen Umgebungen unerlässlich sind.

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Fire risk assessments in terrestrial and space applications are crucial in researching new energy sources and environmentally friendly refrigerants. This project developed reliable methods for fire risk assessment and gathered precise measurement data based on fundamental parameters such as the laminar flame speed. The focus was on the representative refrigerants difluoromethane (R32) and 2,3,3,3-tetrafluoropropene (R1234yf). The reliability of the utilized methods was examined through comprehensive uncertainty analyses, particularly regarding radiation, stretch, and buoyancy effects. Investigations under microgravity were instrumental in isolating different influences and minimizing buoyancy effects. Guidelines established within the project enable more accurate measurements and uncertainty analyses. Consequently, robust measurement data were generated for slowly propagating flames of various refrigerant mixtures, considering all critical influencing factors. These data contribute to improving and validating chemical kinetic models essential for fire risk assessment in real-world environments.