Verbrennung und Feuerungen

Aerothermochemie nannte A. van Tiggelen [B 13]1 die Verbrennungslehre, um darzutun, daB die Oxidationsvorgange der Brennstoffe nur dann voll zu verstehen sind, wenn man sowohl ihre chemischen wie ihre thermischen und aerodynamischen Aspekte iiberblickt und durchschaut, wie diese zusammenwirken. Viele Griinde bewirkten, daB dieses Gebiet erst in neuester Zeit wissenschaftlich fundiert wird. Neben der Kompliziertheit der Vorgange und der Schwierigkeit des Experimentierens bei Tempera turen um 1500 °0 sind hierfiir die umfangreichen Erfahrungen verant wortlich, welche die Menschheit seit den ersten Anfangen der Zivilisation iiber die Eigenschaften und die Verwendung des Feuers gesammelt hat, so daB gute empirische Losungen fiir viele technische Aufgaben zur Ver fiigung stehen. Hinzu kommt, daB Dampfkessel, IndustrieOfen und hausliche Feuerstatten unabhangig voneinander entwickelt wurden, ganz zu schweigen von Raketen, Gasturbinen und Kolbenmotoren. Indessen miissen alle diese Fachrichtungen auf den gleichen Grund lagen aufbauen, alle Flammen beruhen auf einem Zusammenwirken von Reaktionen mit Austauschvorgangen von Stoff, Warme und Impuls. Ohne Einsicht in den Ausbreitungsvorgang einer Flammenfront kann man den Stabilisierungsmechanismus einer Diffusionsflamme nicht ver stehen. In diesem Buch habe ich versucht, die gemeinsamen Grundlagen aller Verbrennungsvorgange zu beschreiben und ihre Anwendung auf Feue rungen, d. h. Warmetauscher mit Verbrennung, in einer Form zu zeigen, die den Bediirfnissen des Ingenieurs entspricht. Verbrennungsanlagen, die der direkten Erzeugung mechanischer Energie dienen, werden nur soweit erwahnt, als die hier gegebenen Grundlagen dies zwanglos zulassen.

1. Flammen und Teilvorgänge der Verbrennung. - 2. Brennstoffe und Verbrennung. - 2. 1 Brennstoffe, feuerungstechnisch wichtige Eigenschaften. - 2. 2 Physik und Chemie der Verbrennung. - Literatur zu Kapitel 2. - 3. Vormischflammen. - 3. 1 Brenneigenschaften von Gemischen. - 3. 2 Laminare Vormischflammen. - 3. 3 Doppelflammen (Innen- und Außenkegel). - 3. 4 Stabilität von Vormischflammen (unter Mitarb. v. Dipl. -Ing. G. Janisch). - 3. 5 Brenner für Vormischflammen. - 3. 5. 1 Injektoren. - Literatur zu Kapitel 3. - 4. Freistrahlen. Diffusionsflammen gasförmiger Brennstoffe. - 4. 1 Freistrahlen. - 4. 2 Turbulenz von Strahlen. - 4. 3 Flammen drallfreier Einzelstrahlen. - 4. 4 Doppelstrahlen und deren Flammen. - 4. 5 Drallstrahlen und Drallflammen. - 4. 6 Gegeneinander geneigte Strahlen und Ströme und deren Flammen. - 4. 7 Mehrfachstrahlen. - 4. 8 Diffusionsbrenner. - Literatur zu Kapitel. - 5. Flamme und Feuerraum. - 5. 1 Geometrische Anordnungen. - 5. 2 Temperaturverteilung, Verbrennungsdichte. - 5. 3 Gegenseitige Beeinflussung von Flammen. - 5. 4 Beispiele für die Anordnung von Flammen in Feuerräumen. - 5. 5 Aufenthaltszeit. - 5. 6 Strömung der Feuergase; Antrieb, Widerstände. - 5. 7 Verzweigungen. - Literatur zu Kapitel 5. - 6. Ölverbrennung. - 6. 1 Teilvorgänge der Tropfenverbrennung. - 6. 2 Zerstäubung. - 6. 3 Teilvorgänge der Verbrennung. - 6. 4 ölbrenner und ölflammen. - 6. 5 Vergasungsbrenner, Brennkammern. - 6. 6 Verdampfungsbrenner. - Literatur zu Kapitel 6. - 7. Verbrennung fester Brennstoffe. - 7. 1 Besonderheiten gegenüber der Gas- und Ölverbrennung. - 7. 2 Kohlenstaub Verbrennung. - 7. 3 Rostfeuerung. - Literatur zu Kapitel 7. - 8. Sonderformen von Feuerungen. - 8. 1 Verbrennung mit reinem Sauerstoff. - 8. 2 Verbrennung unter erhöhtem Druck. - 8. 3 Verbrennung im Überschall. - 8. 4 Auftreffende Flammen und Abgasstrahlen. - 8. 5Verbrennung in der Wirbelschicht. - 8. 6 Verbrennung in Füllkörpersäulen. - 8. 7 Tauchbrenner. - 8. 8 Elektrische Verstärkung von Flammen. - 8. 9 Pulsierende Verbrennung. - 9. Wärmeübertragung in Feuerungen (unter Mitarb. v. Dipl. -Ing. H. Tietze). - 9. 1 Gasstrahlung. - 9. 2 Leuchtende Strahlung. - 9. 3 Strahlungswärmeabgabe von Flammen und ihre Beeinflussung. - 9. 4 Wärmeaustausch zwischen Flammen und Feuerraumwänden. - 9. 5 Wärmerohre. - Literatur zu Kapitel 9. - 10. Wärmewirtschaft der Feuerungen. - 10. 1 Energiebilanz; Einzelposten, Definitionen. - 10. 2 Wirkungsgrade. - 10. 3 Wärmerückgewinnung. - 10. 4 Bewertung von Brennstoffen. - Literatur zu Kapitel 10. - 11. Schäden an Umwelt und Anlagen, Abfallverbrennung. - 11. 1 Vom Verbrennungsvorgang ausgehende Wirkungen. - 11. 2 Mittel zur Vermeidung der Schadwirkung. - 11. 3 Schäden an Feuerungsanlagen durch Rauchgasbestandteile. - 11. 4 Abfallverbrennung. - Literatur zu Kapitel 11. - 12. Physikalische und mathematische Modelle von Feuerungen. - 12. 1 Physikalische Modelle. - 12. 2 Ähnlichkeitsgesetze. - 12. 3 Formen physikalischer Modelle. - 12. 4 Mathematische Modelle. - Literatur zu Kapitel 12. - Verzeichnis der wichtigsten Bücher.