Modeling evaporation and autoignition of a multicomponent Diesel fuel

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Die Simulation der Wärmefreisetzung und Schadstoffbildung bei der dieselmotorischen Verbrennung hat in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Dabei wird der reale Dieselkraftstoff durch einen Ersatzkraftstoff (in der Regel durch eine einzige Kohlenwasserstoffverbindung, z.B. Heptan oder Dekan) ersetzt, wobei die Wahl dieses Ersatzkraftstoffes einen maßgeblichen Einfluss auf das Verdampfungs- und Selbstzündungsverhalten, sowie die Verbrennung und Schadstoffbildung hat. Bei Ersatzkraftstoffen mit zwei Komponenten wird häufig ein Alkan als eine und ein Aromat als die zweite chemische Eigenschaft des realen Kraftstoffes richtig wiedergegeben. Dieser prinzipielle Vorteil von Zweikomponenten-Ersatzkraftstoffen wird dann aber durch die Anpassung an einen experimentell ermittelten Zündverzug wieder zunichte gemacht. Deshalb soll im geplanten Forschungsvorhaben ein physikalisch und chemisch begründetes Verdampfungsmodell für Mehrkomponenten-Ersatzkraftstoffe entwickelt werden. Die realen Stoffeigenschaften von Dieselkraftstoff sollen durch einen Mehrkomponenten-Ersatzkraftstoff abgebildet werden, dessen Zusammensetzung zu ermitteln bzw. zu optimieren ist. In der Literatur bekannte Zündmodelle sollen modifiziert und anschließend mit dem neu entwickelten Verdampfungsmodell gekoppelt werden mit dem Ziel, ein neues Verdampfungs- und Selbstzündungsmodell für die Simulation der Verbrennung realer Dieselkraftstoffe zu gewinnen. Die Allgemeingültigkeit der entwickelten Modelle soll später durch systematische Messungen von Zündverzugszeiten in einer Kompressionsmaschine bzw. einem realen Einzylinder-Dieselmotor nachgewiesen werden.