Das Lehrbuch Technische Verbrennung vermittelt einen Überblick über die Grundlagen von Verbrennungsprozessen und trägt zu einem Verständnis ihrer Auswirkungen auf praktische Anwendungen bei. In den ersten Kapiteln finden sich die physikalisch-chemischen Grundlagen. Anhand verschiedener laminarer Flammentypen werden die Wechselwirkungen zwischen chemischer Reaktionskinetik, molekularen Transportprozessen und Strömung beschrieben. Bei der Behandlung turbulenter Verbrennungsprozesse werden aktuelle Verfahren zur Beschreibung der Kopplung zwischen chemischer Reaktion und turbulentem Strömungsfeld verwendet. Anwendungen sind das Motorklopfen und die Schadstoffbildung. Die zweite Auflage wurde um experimentelle Verfahren wesentlich ergänzt.

1 Grundlegende Begriffe und Phänomene.- 1.1 Einleitung.- 1.2 Einige grundlegende Begriffe.- 1.3 Grundlegende Flammentypen.- 1.4 Übungsaufgaben.- 2 Experimentelle Untersuchungen an Flammen.- 2.1 Geschwindigkeitsmessungen.- 2.2 Dichtemessungen.- 2.3 Konzentrationsmessungen.- 2.4 Temperaturmessungen.- 2.5 Druckmessungen.- 2.6 Messung von Partikelgrößen.- 3 Mathematische Beschreibung laminarer flacher Vormischflammen.- 3.1 Erhaltungsgleichungen für laminare flache Vormischflammen.- 3.2 Wärme- und Stofftransport.- 3.3 Die Beschreibung einer laminaren flachen Vormischflammenfront.- 3.4 Übungsaufgaben.- 4 Thermodynamik von Verbrennungsvorgängen.- 4.1 Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik.- 4.2 Standard-Bildungsenthalpien.- 4.3 Wärmekapazitäten.- 4.4 Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik.- 4.5 Der Dritte Hauptsatz der Thermodynamik.- 4.6 Gleichgewichtskriterien und Thermodynamische Funktionen.- 4.7 Gleichgewicht in Gasmischungen; Chemisches Potential.- 4.8 Bestimmung von Gleichgewichtszusammensetzungen in der Gasphase.- 4.9 Bestimmung adiabatischer Flammentemperaturen.- 4.10 Tabellierung thermodynamischer Daten.- 4.11 Übungsaufgaben.- 5 Transportprozesse.- 5.1 Einfache physikalische Deutung der Transportprozesse.- 5.2 Wärmeleitung.- 5.3 Viskosität.- 5.4 Diffusion.- 5.5 Thermodiffusion, Dufour-Effekt und Druckdiffusion.- 5.6 Vergleich mit dem Experiment.- 5.7 Übungsaufgaben.- 6 Chemische Reaktionskinetik.- 6.1 Zeitgesetz und Reaktionsordnung.- 6.2 Zusammenhang von Vorwärts- und Rückwärtsreaktion.- 6.3 Elementarreaktionen, Reaktionsmolekularität.- 6.4 Experimentelle Untersuchung von Elementarreaktionen.- 6.5 Temperaturabhängigkeit von Geschwindigkeitskoeffizienten.- 6.6 Druckabhängigkeit von Geschwindigkeitskoeffizienten.- 6.7 Oberflächenreaktionen.- 6.8Übungsaufgaben.- 7 Reaktionsmechanismen.- 7.1 Eigenschaften von Reaktionsmechanismen.- 7.2 Analyse von Reaktionsmechanismen.- 7.3 Steifheit von gewöhnlichen Differentialgleichungssystemen.- 7.4 Vereinfachung von Reaktionsmechanismen.- 7.5 Radikalkettenreaktionen.- 7.6 Übungsaufgaben.- 8 Laminare Vormischflammen.- 8.1 Vereinfachte thermische Theorie der Flammenfortpflanzung von Zeldovich.- 8.2 Numerische Lösung der Erhaltungsgleichungen.- 8.3 Flammenstrukturen.- 8.4 Flammengeschwindigkeit.- 8.5 Empfindlichkeitsanalyse.- 8.6 Übungsaufgaben.- 9 Laminare nicht-vorgemischte Flammen.- 9.1 Nicht-vorgemischte Gegenstromflammen.- 9.2 Nicht-vorgemischte Strahlflammen.- 9.3 Nicht-vorgemischte Flammen mit schneller Chemie.- 9.4 Übungsaufgaben.- 10 Zündprozesse.- 10.1 Vereinfachte thermische Theorie der Explosion von Semenov.- 10.2 Thermische Theorie der Explosion von Frank-Kamenetskii.- 10.3 Selbstzündungsvorgänge: Zündgrenzen.- 10.4 Selbstzündungsvorgänge: Induktionszeit.- 10.5 Fremdzündung, Mindestzündenergie.- 10.6 Funkenzündung.- 10.7 Detonationen.- 10.8 Übungsaufgaben.- 11 Die Navier-Stokes-Gleichungen für dreidimensionale reaktive Strömungen.- 11.1 Die Erhaltungsgleichungen.- 11.2 Die empirischen Gesetze.- 11.3 Definitionen und Gesetze aus der Vektor- und Tensorrechnung.- 11.4 Übungsaufgaben.- 12 Turbulente reaktive Strömungen.- 12.1 Einige Grunderscheinungen.- 12.2 Direkte Simulation.- 12.3 Turbulenzmodellierung: Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen (PDF).- 12.4 Turbulenzmodellierung: Zeit- und Favre-Mittelung.- 12.5 Gemittelte Erhaltungsgleichungen.- 12.6 Turbulenzmodelle.- 12.7 Mittlere Reaktionsgeschwindigkeiten.- 12.8 "Eddy-Break-Up"-Modelle.- 12.9 "Large-Eddy"-Simulation (LES).- 12.10 Turbulente Skalen.- 12.11 Übungsaufgaben.- 13 Turbulentenicht-vorgemischte Flammen.- 13.1 Nicht-vorgemischte Flammen mit Gleichgewichts-Chemie.- 13.2 Nicht-vorgemischte Flammen mit endlich schneller Chemie.- 13.3 Rammenlöschung.- 13.4 PDF-Simulationen turbulenter nicht-vorgemischter Flammen.- 13.5 Übungsaufgaben.- 14 Turbulente Vormischflammen.- 14.1 Charakterisierung turbulenter vorgemischter Flammen.- 14.2 "Flamelet"-Behandlung.- 14.3 Turbulente Flammengeschwindigkeit.- 14.4 Flammenlöschung.- 14.5 Weitere Modelle turbulenter vorgemischter Verbrennung.- 14.6 Übungsaufgaben.- 15 Verbrennung flüssiger und fester Brennstoffe.- 15.1 Tröpfchen- und Spray-Verbrennung.- 15.2 Kohleverbrennung.- 16 Motorklopfen.- 16.1 Grundlegende Phänomene.- 16.2 Hochtemperatur-Oxidation.- 16.3 Niedertemperatur-Oxidation.- 16.4 Klopfschäden.- 16.5 Übungsaufgaben.- 17 Stickoxid-Bildung.- 17.1 Thermisches NO (Zeldovich-NO).- 17.2 Promptes NO (Fenimore-NO).- 17.3 Über Distickstoffoxid erzeugtes NO.- 17.4 Konversion von Brennstoff-Stickstoff in NO.- 17.5 NO-Reduktion durch primäre Maßnahmen.- 17.6 NO-Reduktion durch sekundäre Maßnahmen.- 18 Bildung von Kohlenwasserstoffen und Ruß.- 18.1 Unverbrannte Kohlenwasserstoffe.- 18.2 Bildung von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAH).- 18.3 Phänomenologie der Rußbildung.- 18.3 Modellierung und Simulation der Rußbildung.- 19 Literaturverzeichnis.- 20 Index.