Spektroskopicky založená diagnostika v laminárním chladném plameni

SP2018/179

Klečka Vít Ing.

doc. Ing. Václav Nevrlý, Ph.D.

01. 01. 2018 - 31. 12. 2018

Klíčové aktivity budou spojené s konstrukcí (návrh, výroba, modifikace) experimentální platformy určené pro prostorově rozlišenou diagnostiku ustáleného laminárního předmíseného chladného plamene v konfiguraci protiproudého hořáku. Pro stabilizaci režimu nízkoteplotní oxidace bude navíc navržen a realizován předehřev oxidačního činidla (vzduchu), popř. jeho obohacování ozónem. Prvotní činností výzkumu bude bibliografická rešerše sloužící k upřesnění zvolených konstrukčních řešení v potřebné míře detailu. Další klíčovou aktivitou projektu bude sestavení laser-diodového spektrometru s využitím unikátního mřížkového monochromátoru s dlouhou ohniskovou vzdáleností (v uspořádání typu Czerny-Turner). Za účelem zvýšení citlivosti detekce budou navíc aplikovány multireflexní techniky (sestavení optického rezonátoru). Experimentální část projektu bude zaměřena na provedení sady testovacích a ověřovacích měření s aplikací optických (spektroskopicky založených) a sondových technik diagnostiky in-situ v prostředí laminárního chladného plamene. Nutným předpokladem k provedení odpovídající interpretace výsledků měření je stanovení teplotního profilu plamene, k čemuž bude využit potenciál metody tenkovláknové pyrometrie (za použití vlákna karbidu křemičitého). Aplikace vhodných metod sběru a zpracování dat je nedílnou součástí řešení projektu. Experimentální techniky a nástroje instrumentace vyvinutá v rámci řešení projektu budou základem pro zpracování praktické části disertační práce hlavního řešitele projektu a poslouží rovněž k rozšíření publikačních aktivit řešitelského týmu. Předpokládáme prezentaci dílčích výsledků projektu (aktivní účast formou posteru) v rámci Mezinárodního sympózia o spalování konaného v roce 2018 v Dublinu. Měřitelným výstupem projektu bude publikace jedné statě ve sborníku (výsledek typu D) a jeden článek odeslaný k recenznímu řízení do impaktovaného periodika (výsledek typu Jimp).

prof. Ing. Zdeněk Zelinger, CSc.
Ing. Petr Bitala, Ph.D.
Ing. Michal Dostál, Ph.D.
Ing. Martina Šeděnková
Ing. Václav Válek
Ing. Eliška Polcarová, MDisresSDev
Ing. Vojtěch Jankůj, Ph.D.
Ing. Vít Klečka
Ing. David Bartosz
Bc. Daniela Goldmannová
doc. Ing. Václav Nevrlý, Ph.D.

Projekt Studentské grantové soutěže si klade za cíl návrh a realizaci experimentální sestavy umožňující studium procesů nízkoteplotní oxidace v prostředí ustáleného chladného plamene.
Daného cíle bude dosaženo na základě naplnění dílčích cílů projektu, kterými jsou:
Konstrukční řešení protiproudého hořáku vyhovující pro účely stabilizace laminárního chladného plamene včetně adekvátních úprav systému přívodu paliva a ohřevu oxidačního činidla (vzduchu), popř. jeho obohacování plynným ozónem
Sestavení a testování laser-diodového spektrometru s využitím multireflexních technik a unikátního mřížkového monochromátoru s dlouhou ohniskovou vzdáleností (v uspořádání typu Czerny-Turner)
Experimentální charakterizace absorpčních spekter chladného plamene ve specifických pásmech vlnových délek v blízké infračervené oblasti (pozorování slabých rotačně-vibračních přechodů vybraných chemických specií)
Veškeré tyto aktivity směřují k získání prostorově rozlišených informací o koncentraci očekávaných meziproduktů nízkoteplotní (“neúplné”) oxidace v reakční zóně chladného plamene, což poskytne cenné vstupní údaje pro návazná řešení validačních studií relevantních schémat chemické kinetiky.