Modelluntersuchungen über Erdgasbrenner für Wannenöfen

Abstract

Erdgas und Koksofengas werden den Brennern der Glasschmelzwannen meistens durch Düsen zugeführt, die in die beiden Seitenwände des Brennerhalses eingebaut sind. Ihre Achse bildet mit der Hauptströmungsrichtung einen Winkel von etwa 45°. Meist wird ein Düsenpaar je Brenner benutzt, für Erdgas werden jedoch manchmal auch mehrere Düsenpaare verwendet. Die Erdgasstrahlen dringen in den Luftstrom ein und werden dabei allmählich in dessen Richtung umgelenkt. Die Teilströme, die bis zur Mitte des Luftstroms vordringen, erzeugen eine Art Staupunktströmung, die zu einer schnellen Vermischung führt. Bisher ist die Mischwirkung dieser Art von Brennern nicht untersucht worden. An einem kalten Strömungsmodell wird durch Beigabe von Spurenstoffen verfolgt, wie die Mischung von Brennstoff örtlich und zeitlich verläuft und wie sie durch konstruktive Parameter, insbesondere Düsendurchmesser und Anstellwinkel, beeinflußt werden kann. Außerdem wird mit Hitzdrahtsonde und Frequenzgenerator die Verteilung der Turbulenzenergie über den in Betracht kommenden Frequenzbereich untersucht in der Absicht, Auskunft über Turbulenzgrade und über turbulente Längenmaße, d. h. Wirbelgrößen, zu gewinnen. In der Verbrennungstechnik führen hohe Turbulenzgrade, wie sie in Strahlen und besonders in Staupunktströmungen herrschen, zu schneller Vermischung. Die Flammen werden besonders kurz, wenn gleichzeitig kleine Wirbel erzeugt werden. Will man aber die Leuchtkraft der Erdgasflammen verbessern, so sind große Wirbel günstiger.