Rapid-Mixing Gaserhitzer

Typ: Strömungsapparatur

Beschreibung:
Der Gaserhitzer dient der Untersuchung intermediärer Kohlenwasserstoffe bei hohen Temperaturen. Der Prüfstand wie auch dessen Charakteristiken sind in der Abbildung dargestellt.

Die Kohlenwasserstoffe werden ohne thermische Zersetzung auf flammenrelevante Temperaturen aufgeheizt und mit konstanter Austrittsgeschwindigkeit in das Zentrum der Multipasszelle geleitet. Im Inneren des Gasheizers wird ein Heliumgasstrom von 80 Vol.-% aufgeheizt und dient als Trägergas. Der erhitzte Heliumgasstrom wird dann mit einem zweiten Gasstrom gemischt, der die Kohlenwasserstoffe und Stickstoff (jeweils 10 Vol.-%) enthält. Der Stickstoff (bekanntes Referenzgas) dient als Trägergas für die vorverdampften Kohlenwasserstoffe. Zur Erwärmung des Heliums wird ein Inline-Heizer eingesetzt. An der Austrittsdüse des Erhitzers sorgt eine keramische Mischplatte mit abgeschrägten Bohrungen für die Durchmischung des aus dem Inline-Heizer kommenden erhitzten Heliumstroms. Der heiße Heliumstrom wird dann in ein Quarzglasrohr geleitet, wo ein Seitenrohr das Kohlenwasserstoff-Stickstoff-Gemisch in den Hauptgasstrom einspeist. Zwei statische Mischer stromabwärts erhöhen die Vermischung des hochdiffusionsfähigen Heliums mit dem Kohlenwasserstoff/Stickstoff-Gemisch, um ein homogenes Gemisch am Düsenausgang zu gewährleisten.

Der Kanthal-Heizer selbst ist mit mikroporösem Material isoliert, um den Wärmeverlust zu minimieren. Die Isolierung des Mischteils weist, für einen besseren optischen Zugang, eine geneigte Oberfläche auf. Um eine höhere Temperatur des Gasgemischs zu ermöglichen, wird der als spektroskopische Referenz verwendete Stickstoffstrom mit einem Inline-Heizer vorgeheizt. Die Durchflussraten werden von Massendurchflussreglern mit Hilfe eines LabView-Programms gesteuert. Am Ausgang des Gaserhitzers messen zwei Thermoelemente die Ausgangstemperatur, die zur Berechnung der verschiedenen Eingangsgasströme verwendet wird, so dass der zusammengesetzte Ausgangsgasfluss für jeden Temperatursollwert konstant ist und die Verweilzeit konstant bleibt.

Charakteristiken:

  • Inline-Heizer (3,5 kW), ausgelegt für Temperaturen bis 1523 K mit Luft
  • Massendurchflussregler (MFC, Bronkhorst High-Tech)
  • Isolierung (Fibrothal®, Sandvik)
  • Keramische Mischplatte (HeBoSint®, Henze Boron Nitride Products)

Verantwortlich:Kevin Dieter