Raman- spektroskopische Untersuchung turbulenter vorgemischter Flammen

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Der zunehmend größere Energiebedarf unserer Gesellschaft erfordert eine möglichst effiziente und ökologisch verträgliche Energiewandlung. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Erdöl, Kohle und Erdgas ist ein wichtiger Bestandteil unserer heutigen Energieversorgung. Erdgas, das zu großen Teilen aus Methan besteht (hier Erdgas-Ost 98%,²⁷), ist ein wichtiger Energieträger, der in vielen Verbrennungssystemen wie z.B. Gasturbinen, Industrie- und Haushaltsbrennern eingesetzt wird .
In einem Verbrennungsprozess werden Brennstoff und Oxidationsmittel gemischt und verbrannt. Das Oxidationsmittel ist meistens Luft, der Brennstoff kann flüssig, wie bei einem Benzin- oder Dieselmotor, oder fest wie bei einem Kohlekraftwerk oder gasförmig wie bei einem Erdgasbrenner sein. Man nennt die Verbrennung stöchiometrisch, wenn sich Brennstoff (hier CH4) und Oxidationsmittel (hier O2) in einem Gemisch zumindest theoretisch vollständig verbrauchen. Wenn man mehr Brennstoff hat, nennt man die Verbrennung fett, wenn man mehr Oxidationsmittel hat, mager. Eine Flamme wird definiert als: “Mischung von Brennstoff, Sauerstoff und Verbrennungsprodukten, in der eine chemische Reaktion abläuft, bei der chemisch gebundene Energie in Wärme (und Licht) überführt wird“³³. Die Verbrennung von Methan (CH4) und Luft (21% aus Sauerstoff (O2) und 79% Stickstoff (N2)) zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) wird oft vereinfacht durch die Reaktionsgleichung Gl. 1.1 beschrieben.