Urheberrecht: © WSA Bild oben: Phasenfunktion und Streukoeffizienten, künstlerische Darstellung; Bild unten:REM-Aufnahme von Kohlepartikeln

In Teilprojekt „Modellierung der Strahlungseigenschaften von pulverisierten Biomassepartikeln bei der Oxyfuel-Verbrennung“ des Sonderforschungsbereiches OXYFLAME wird die Interaktion zwischen Partikeln und Wärmestrahlung bei der Verbrennung pulverisierter Biomasse in einer Oxyfuel-Atmosphäre untersucht und modelliert. Für den Strahlungswärmeaustausch bei der Verbrennung sowie für den Wärmehaushalt der Partikel spielen neben dem Absorptions- und Emissionsverhalten, das Streuverhalten der Partikel eine wichtige Rolle für eine zuverlässige Simulation der Verbrennung. Hierbei werden neben den Festbrennstoffpartikeln sowohl Asche, als auch Rußpartikel betrachtet.

Das Ziel dieser Modellierung soll der Einsatz in der CFD-Gesamtsimulation der Oxyfuel-Verbrennung sein; daraus leiten sich die Anforderungen an die zulässige Komplexität der Modellierung ab. Als Basis für die Modellierung wird die Mie-Lorentz-Streuung angewandt, welche eine analytische Lösung der Streuung elektromagnetischer Wellen an sphärischen Partikeln gibt. Ausgehend von dieser Theorie wird ein effizientes Modell entwickelt, dass die nicht-sphärische Form der Biomassepartikel berücksichtigen soll. Diese theoretische Beschreibung des Streuverhaltens wird kombiniert mit Messungen des Emissions- und Absorptionsgrades der Partikel, um ein genaues und effizientes Modell für die Berechnung der Streu- und Absorptionseigenschaften von Partikeln in der numerischen Simulation der Biomasseverbrennung zu erstellen.