Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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K: Kurzzeitphysik

K 1: Kurzzeitdiagnostik, Laser- Verfahren

K 1.3: Vortrag

Montag, 15. März 1999, 14:30–14:45, GE1

Schlierenoptische Untersuchungen von Oberflächendetonationen — •H. Hieronymus, P. Henschen und B. Plewinsky — Bundesanstalt fuer Materialforschung und -prüfung

Es wurden detonationsartige Verbrennungsprozesse, die auf der Oberfläche einer brennbaren Flüssigkeit unter einem gasförmigen Oxidationsmittel ablaufen können, untersucht. Solche Verbrennungsprozesse werden als Oberflächendetonationen bezeichnet. Sie sind für Oxidationsprozesse in der chemischen Industrie sicherheitstechnisch problematisch, da die Bedingungen, unter denen sie auftreten können, nicht aus Untersuchungen der Gasphase abgeleitet werden können. In der vorgestellten Arbeit wurde Cyclohexan als brennbare Flüssigkeit und Sauerstoff-Stickstoffmischungen unterschiedlicher Zusammensetzung als gasförmiges Oxidationsmittel eingesetzt. Als Reaktionsgefässe wurden ein Autoklav mit einem kugelförmigen Innenvolumen von 50 l und eine 1,1 m lange Rohrstrecke mit einem quadratischen Querschnitt von 30 mm Kantenlänge eingesetzt. Bei den Untersuchungen wurden Bereiche für den Druck und für den Sauerstoffanteil des Oxidationsmittels gefunden, innerhalb derer eine Detonationsgefahr besteht. Darüber hinaus wurde begonnen, mögliche Mechanismen des Ablaufes von Oberflächendetonationen zu untersuchen. Hierzu wurden Hochgeschwindigkeitsfilmaufnahmen unter Verwendung eines schlierenoptischen Verfahrens durchgeführt, um die Ausbreitung der Detonationsstosswelle im Gasraum dicht über der Flüssigkeitsoberfläche in der Rohrstrecke zu visualisieren. Die Wechselwirkung zwischen der Stosswelle und der Flüssigkeit scheint die Bedingungen für einen stabilisierten Ablauf solcher Oberflächendetonationen selbst zu schaffen.