Vorlesung Verbrennungstechnik - Otto-von-Guericke

OTTO-VON-GUERICKE-UNIVERSITÄT MAGDEBURG
Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik
Institut für Strömungstechnik und Thermodynamik
Prof. Dr.-Ing. E. Specht
Typische Prüfungsfragen für Verbrennungstechnik
1.
Berechnen Sie den Sauerstoff- und Luftbedarf eines Gasgemisches aus 70 % Methan (CH4) und 30 %
Kohlenmonoxid (CO). [4 Punkte]
2.
Das in Aufgabe 1 gegebene Gasgemisch aus Methan und Kohlenmonoxid wird mit trockener Luft bei einer
Luftzahl von λ=1,1 verbrannt. Die Temperatur sei so niedrig, dass die Dissoziationspro-dukte
unberücksichtigt bleiben können.
a) Aus welchen Komponenten besteht das Abgas?
b) Wie groß ist deren Konzentration? [8 Punkte]
3.
Ein Verbrennungsgas aus 70 % Methan und 30 % Kohlenmonoxid bildet zusammen mit Luft ein brennbares
Gasgemisch in einer hermetisch abgeschlossenen Versuchsapparatur. Das Verhältnis von Verbrennungsgas
zu Luft ist durch eine Luftzahl von λ=1,5 gekennzeichnet. Durch einen Zündfun-ken kommt es zu einer
isochoren Verbrennung. Der Heizwert der Verbrennungsgasmischung beträgt hu=28,9 MJ/m3. Die Wände
sollen als adiabat betrachtet werden und bekannt ist eine spezifische Wärmekapazität cp=1,2 kJ/kgK und
cV=0,86 kJ/kgK
a) Schreiben Sie die Energie- und Massenbilanzen auf.
b) Berechnen Sie die Dichte der Verbrennungsgasmischung (ρCH4=0,714 kg/m3; ρCO=1,25 kg/m3)
c) Berechnen Sie den Luftbedarf in kg Luft / kg Brennstoff.
d) Welche Temperatur stellt sich ein? [10 Punkte]
4.
Sicherheit von Brenneranlagen
a) Geben Sie Möglichkeiten der Flammenüberwachung an und erläutern Sie diese.
b) Welche Größen bestimmen die notwendige Spülzeit von Brennkammern und erläutern Sie die
Zusammenhänge.
c) Welche Aufgabe haben Gas- und Luftdruckwächter in einer Brenneranlage? [6 Punkte]
5.
Ein einzelnes Stück Holz verbrennt in freier Umgebung nach der Zündung zunächst mit einer Flamme.
a) Warum verbrennt das Holz nicht vollständig? Woraus besteht der Rest?
b) Warum können Holzstücke in einem Kamin vollständig verbrennen? [4 Punkte]
6.
Zeigen Sie Möglichkeiten der Stabilisierung von Diffusionsflammen auf und erklären Sie diese. [4 Punkte]
7.
Warum kann eine Flamme nicht durch ein enges Drahtnetz brennen? [3 Punkte]
8.
Wie wird die Länge einer Vormisch- und Diffusionsflamme beeinflusst durch:
a) Düsendurchmesser
b) Brennerleistung
c) Luftzahl
d) Turbulenzgrad
e) Art des Brennstoffes
f) Temperatur?
Erklären Sie mit Gleichungen und zeigen Sie den qualitativen Verlauf der Flammenlänge in Diagrammen in
Abhängigkeit von den Einflussgrößen. [12 Punkte]
9.
Erklären sie den Unterschied von Verbrennung, Explosion und Detonation [4 Punkte]
10. Welche Haupteinflussgrößen bestimmen die Länge von Ölflammen und wie wirken sich diese auf die
Flammenlänge aus? [4 Punkte]

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