PUB - A Method for Determining the Bunsen Coefficient of Bio-Hybrid Fuels

Im Rahmen des Forschungsprojektes „The Fuel Science Center“ wurde auf der Konferenz „SAE Powertrains, Fuels & Lubricants“ ein Beitrag mit dem Thema „A Method for Determining the Bunsen Coefficient of Bio-Hybrid Fuels“ vorgestellt.

Da die Menge des gelösten Gases in Kraftstoffen eine wichtige Größe für die Beschreibung von Kavitationsvorgängen in Einspritzdüsen ist, werden in diesem Beitrag Bunsen-Absorptionskoeffizienten für verschiedene konventionelle und bio-hybriden Kraftstoffen und deren Auswirkung auf die Düsenströmung vorgestellt. Bio-hybride Kraftstoffe können sowohl auf Basis von Biomasse als auch mit Hilfe von regenerativ erzeugter elektrischer Energie hergestellt werden. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten wurde der Bunsen-Koeffizient für einen breiten Druckbereich von etwa 10 MPa bis 32,5 MPa bestimmt. Tatsächlich waren einige der hier betrachteten Kraftstoffe noch nie zuvor Gegenstand von Untersuchungen hinsichtlich ihrer Löslichkeitseigenschaften. In dieser Arbeit wurden große Unterschiede hinsichtlich des Bunsen-Absorptionskoeffizienten zwischen einem herkömmlichen Kraftstoff und bio-hybriden Kraftstoffen festgestellt. Zur Bestimmung der Löslichkeit der Kraftstoffe wurde eine manometrisch-volumetrische Methode verwendet. Aus den Messergebnissen wurden Koeffizienten für die Krichevsky-Kasarnovsky-Gleichung, die die Druckabhängigkeit der Löslichkeit beschreibt, berechnet. Die bloße Kenntnis des Bunsen-Absorptionskoeffizienten erlaubt noch keine Aussage über den Zusammenhang zwischen der Menge des gelösten Gases und Kavitationsphänomenen in Einspritzdüsen. Um diesen Zusammenhang genauer zu untersuchen, wurden ein konventioneller und mehrere Bio-Hybrid-Kraftstoffe mit vordefinierten Stickstoffmengen angereichert. Anschließend wurde die Strömung in einer Glasdüse beobachtet und mit einer Ultra-Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet, um die Kavitationserscheinungen zu erfassen. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Einfluss des Gehalts an gelöstem Gas auf die Kavitation in der Einspritzdüse.