Travelling Flame - Versionsgeschichte

IbrohimG: /* Flammengeschwindigkeit */

2026-06-17T21:49:05Z

Flammengeschwindigkeit

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juni 2026, 23:49 Uhr
Zeile 72:		Zeile 72:
	\begin{equation} \alpha = \frac{\lambda}{\rho c_p} \end{equation}		\begin{equation} \alpha = \frac{\lambda}{\rho c_p} \end{equation}

	Die Reaktionsgeschwindigkeit ist antipropotional abhängig von dem langsamsten Faktor der Reaktion. Die drei relevanten Faktoren sind die Verdampfungsrate $$\~~tau_evap~~$$ , die Gas-Mischungsrate $$\~~tau_mix~~$$ und die chemische Reaktionsdauer $$\~~tau_chem~~$$. Das ganze kann mit folgendem Term dargestellt werden:		Die Reaktionsgeschwindigkeit ist antipropotional abhängig von dem langsamsten Faktor der Reaktion. Die drei relevanten Faktoren sind die Verdampfungsrate $$\tau_{evap}$$ , die Gas-Mischungsrate $$\tau_{mix}$$ und die chemische Reaktionsdauer $$\tau_{chem}$$. Das ganze kann mit folgendem Term dargestellt werden:

	\begin{equation} \omega_{eff} \propto \frac{1}{max(\tau_{evap} , \tau_{mix} , \tau_{cham})} \end{equation}		\begin{equation} \omega_{eff} \propto \frac{1}{max(\tau_{evap} , \tau_{mix} , \tau_{cham})} \end{equation}

IbrohimG: /* Werte/Erkenntnisse */

2026-06-17T19:21:03Z

Werte/Erkenntnisse

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juni 2026, 21:21 Uhr
Zeile 238:		Zeile 238:

	Die Beobachtungen haben folgende Ergebnisse geliefert:		Die Beobachtungen haben folgende Ergebnisse geliefert:

			Breite ⇒ Höhe

	3mm ⇒ 1,2mm		3mm ⇒ 1,2mm

IbrohimG: /* A=πb(2r+b) */

2026-06-17T15:12:11Z

A=πb(2r+b)

← Nächstältere Version		Version vom 17. Juni 2026, 17:12 Uhr
Zeile 26:		Zeile 26:
	Damit eine Flamme brennen kann, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein: Es werden ein Brennstoff, Sauerstoff und eine Zündquelle benötigt. In unserem Fall dient der Brennstoffdampf des Brennspiritus als Brennstoff. Wie viel Dampf zur Verfügung steht, hängt von der Verdampfungsrate sowie von der Oberfläche der Flüssigkeit ab. Die Oberfläche der Flüssigkeit im Ringkanal kann mit		Damit eine Flamme brennen kann, müssen drei Voraussetzungen erfüllt sein: Es werden ein Brennstoff, Sauerstoff und eine Zündquelle benötigt. In unserem Fall dient der Brennstoffdampf des Brennspiritus als Brennstoff. Wie viel Dampf zur Verfügung steht, hängt von der Verdampfungsrate sowie von der Oberfläche der Flüssigkeit ab. Die Oberfläche der Flüssigkeit im Ringkanal kann mit

	~~====~~ A=πb(2r+b) ~~====~~		A=πb(2r+b)

	berechnet werden, wobei (r) den Innenradius und (b) die Breite des Kanals beschreibt.		berechnet werden, wobei (r) den Innenradius und (b) die Breite des Kanals beschreibt.

IbrohimG: /* Fazit */

2026-06-15T22:16:36Z

Fazit

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2026, 00:16 Uhr
Zeile 268:		Zeile 268:

	==Fazit==		==Fazit==
	Im Rahmen ~~diese~~ Projekts ist es ~~und~~ gelungen, Phänomen der Travelling Flame erfolgreich nachzustellen und ~~verschieden~~ Einflussfaktoren auf ihr Verhalten zu untersuchen. Dabei konnten wir zeigen, dass sowohl die Temperatur als auch die Verdampfungsrate und die Geometrie des Kanals einen großen Einfluss auf die Stabilität und Lebensdauer der Flamme haben.		Im Rahmen dieses Projekts ist es uns gelungen, Phänomen der Travelling Flame erfolgreich nachzustellen und verschiedene Einflussfaktoren auf ihr Verhalten zu untersuchen. Dabei konnten wir zeigen, dass sowohl die Temperatur als auch die Verdampfungsrate und die Geometrie des Kanals einen großen Einfluss auf die Stabilität und Lebensdauer der Flamme haben.

	Außerdem zeigte sich, dass die Travelling Flame nur bei bestimmten Kanalabmessungen auftritt. Mit zunehmender Kanalbreite war eine immer größere Kanalhöhe notwendig, damit ~~sich~~ eine stabile wandernde Flamme entsteht. Auch die Untersuchungen zur Verdampfungsrate machten deutlich, dass die ~~Temperastur~~ eine wichtige Rolle für die Menge des verfügbaren Brennstoffdampfs spielt.		Außerdem zeigte sich, dass die Travelling Flame nur bei bestimmten Kanalabmessungen auftritt. Mit zunehmender Kanalbreite war eine immer größere Kanalhöhe notwendig, damit eine stabile wandernde Flamme entsteht. Auch die Untersuchungen zur Verdampfungsrate machten deutlich, dass die Temperatur eine wichtige Rolle für die Menge des verfügbaren Brennstoffdampfs spielt.

	Die Auswertung der Flammengeschwindigkeit ergab, dass sich die Flamme im Allgemeinen mit ~~annährend~~ konstanter Geschwindigkeit entlang des Rings bewegt. ~~Kleiner~~ Schwankungen konnten dabei ebenfalls beobachtet werden.		Die Auswertung der Flammengeschwindigkeit ergab, dass sich die Flamme im Allgemeinen mit annähernd konstanter Geschwindigkeit entlang des Rings bewegt. Kleinere Schwankungen konnten dabei ebenfalls beobachtet werden.

	Insgesamt konnten wir das Verhalten der Travelling Flame besser verstehen und mehrere Faktoren identifizieren, die das Phänomen beeinflussen. Einige Fragen, beispielsweise welche der beiden aufgestellten Hypothesen das Erlöschen der Flamme erklärt, konnten jedoch nicht vollständig beantwortet werden und bieten Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen.		Insgesamt konnten wir das Verhalten der Travelling Flame besser verstehen und mehrere Faktoren identifizieren, die das Phänomen beeinflussen. Einige Fragen, beispielsweise welche der beiden aufgestellten Hypothesen das Erlöschen der Flamme erklärt, konnten jedoch nicht vollständig beantwortet werden und bieten Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen.

IbrohimG: /* Flammengeschwindigkeit */

2026-06-15T22:14:14Z

Flammengeschwindigkeit

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2026, 00:14 Uhr
Zeile 63:		Zeile 63:

	=== Flammengeschwindigkeit ===		=== Flammengeschwindigkeit ===
	Die Flammengeschwindigkeit ist eine der Charakteristiken der Travelling Flame, die wir untersucht haben. Um diese auch ~~Theoretisch~~ darzustellen, verwenden wir die Formel für die ~~Laminare~~ Flammengeschwindigkeit. Dafür nehmen wir an, dass unsere Travelling Flame eine Laminare Flamme ist, sich also ~~gleichmäsig~~ ausbreitet und nicht Turbolenzen ~~hatt~~. In der Realität ist dies nicht ganz realistisch, da es immer wieder Anomalien in der Temperatur oder auch ganz leichte Druckfehler im Ring ~~giebt~~, welche das Flammenverhalten beeinflussen. Die Laminare Flammengeschwindigkeit ist ~~propotional~~ zur thermischen Diffusivität und der Reaktionsgeschwindigkeit und lässt sich mit folgendem Ausdruck beschreiben:		Die Flammengeschwindigkeit ist eine der Charakteristiken der Travelling Flame, die wir untersucht haben. Um diese auch theoretisch darzustellen, verwenden wir die Formel für die laminare Flammengeschwindigkeit. Dafür nehmen wir an, dass unsere Travelling Flame eine Laminare Flamme ist, sich also gleichmäßig ausbreitet und nicht Turbolenzen hat. In der Realität ist dies nicht ganz realistisch, da es immer wieder Anomalien in der Temperatur oder auch ganz leichte Druckfehler im Ring gibt, welche das Flammenverhalten beeinflussen. Die Laminare Flammengeschwindigkeit ist proportional zur thermischen Diffusivität und der Reaktionsgeschwindigkeit und lässt sich mit folgendem Ausdruck beschreiben:

	\begin{equation} S_L \propto \sqrt{\alpha \cdot \omega} \end{equation}		\begin{equation} S_L \propto \sqrt{\alpha \cdot \omega} \end{equation}

	Hierbei steht das $$\alpha$$ für die thermische Diffusivität, welche die ~~Wärmeleitfehigkeits~~ des Stoffes, also in unserem Fall Brennspiritus, ~~berscheibt~~ und das $$\omega$$ für die Reaktionsgeschwindigkeit. Die thermische Diffusivität $$\alpha$$ ist aber wiederum abhängig von bestimmten Parametern, nämlich der Wärmeleitfähigkeit $$\lambda$$ , der Dichte $$\rho$$ und der spezifischen Wärmekapazität $$c_p$$ und wird wie ~~Folgt~~ berechnet:		Hierbei steht das $$\alpha$$ für die thermische Diffusivität, welche die Wärmeleitfähigkeit des Stoffes, also in unserem Fall Brennspiritus, beschreibt und das $$\omega$$ für die Reaktionsgeschwindigkeit. Die thermische Diffusivität $$\alpha$$ ist aber wiederum abhängig von bestimmten Parametern, nämlich der Wärmeleitfähigkeit $$\lambda$$ , der Dichte $$\rho$$ und der spezifischen Wärmekapazität $$c_p$$ und wird wie folgt berechnet:

	\begin{equation} \alpha = \frac{\lambda}{\rho c_p} \end{equation}		\begin{equation} \alpha = \frac{\lambda}{\rho c_p} \end{equation}

	Die Reaktionsgeschwindigkeit ist antipropotional abhängig von dem langsamsten Faktor der Reaktion. Die drei ~~relewanten~~ Faktoren sind die Verdampfungsrate $$\tau_evap$$ , die Gas-Mischungsrate $$\tau_mix$$ und die chemische ~~reaktionsdauer~~ $$\tau_chem$$. Das ganze kann mit folgendem Term dargestellt werden:		Die Reaktionsgeschwindigkeit ist antipropotional abhängig von dem langsamsten Faktor der Reaktion. Die drei relevanten Faktoren sind die Verdampfungsrate $$\tau_evap$$ , die Gas-Mischungsrate $$\tau_mix$$ und die chemische Reaktionsdauer $$\tau_chem$$. Das ganze kann mit folgendem Term dargestellt werden:

	\begin{equation} \omega_{eff} \propto \frac{1}{max(\tau_{evap} , \tau_{mix} , \tau_{cham})} \end{equation}		\begin{equation} \omega_{eff} \propto \frac{1}{max(\tau_{evap} , \tau_{mix} , \tau_{cham})} \end{equation}

	Nun lassen sich die Terme ~~in einander~~ einsetzten und wir ~~Erhalten~~:		Nun lassen sich die Terme ineinander einsetzten und wir erhalten:

	<nowiki>\begin{equation} S_L \propto \sqrt{ \frac{\lambda}{\rho c_p} \cdot \frac{1}{max(\tau_{evap} , \tau_{mix} , \tau_{cham})}} \end{equation}</nowiki>		<nowiki>\begin{equation} S_L \propto \sqrt{ \frac{\lambda}{\rho c_p} \cdot \frac{1}{max(\tau_{evap} , \tau_{mix} , \tau_{cham})}} \end{equation}</nowiki>

IbrohimG: /* Aufbau & Durchführung */

2026-06-15T22:09:46Z

Aufbau & Durchführung

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2026, 00:09 Uhr
Zeile 232:		Zeile 232:

	==== Aufbau & Durchführung ====		==== Aufbau & Durchführung ====
	Da wir beobachtet hatten, ~~das~~ sich mit manchen Ringen das Phänomen nachstellen lässt und mit anderen nicht, haben wir uns die Fraga gestellt ob es ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Breite und der Höhe des Kanals geben muss, damit es funktioniert. um das herauszufinden, haben wir Kanäle 3D-Gedruckt, welche eine feste Breite hatten aber immer höher wurden. Die Idee war, dass man am unteren Ende anzündet und beobachtet ab welche Höhe das Phänomen beginnt. Die gedruckten Kanäle waren 3mm, 4mm, 5mm und 6mm breit.		Da wir beobachtet hatten, dass sich mit manchen Ringen das Phänomen nachstellen lässt und mit anderen nicht, haben wir uns die Fraga gestellt ob es ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Breite und der Höhe des Kanals geben muss, damit es funktioniert. um das herauszufinden, haben wir Kanäle 3D-Gedruckt, welche eine feste Breite hatten aber immer höher wurden. Die Idee war, dass man am unteren Ende anzündet und beobachtet ab welche Höhe das Phänomen beginnt. Die gedruckten Kanäle waren 3mm, 4mm, 5mm und 6mm breit.

	==== Werte/Erkenntnisse ====		==== Werte/Erkenntnisse ====

IbrohimG: /* Werte/Erkenntnisse */

2026-06-15T22:08:59Z

Werte/Erkenntnisse

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2026, 00:08 Uhr
Zeile 245:		Zeile 245:

	6mm ⇒ 7mm		6mm ⇒ 7mm

			Die Versuche zeigen, dass die Travelling Flame erst ab einer bestimmten Mindesthöhe des Kanals auftritt. Diese Mindesthöhe steigt mit zunehmender Kanalbreite an. Während bei einer Breite von 3 mm bereits eine Höhe von 1,2 mm ausreichte, waren bei einer Breite von 6 mm etwa 7 mm erforderlich.

			Außerdem konnte beobachtet werden, dass bei zu geringer Kanalhöhe die Flamme nicht als Travelling Flame auftrat, sondern sich über größere Bereiche der Brennstoffoberfläche ausbreitete. Erst wenn die Höhe groß genug war, bildete sich die typische wandernde Flammenfront.

	=== Flammengeschwindigkeit ===		=== Flammengeschwindigkeit ===

IbrohimG: /* Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses */

2026-06-15T22:08:01Z

Bestimmung des perfekten Höhe/Breite-Verhältnisses

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2026, 00:08 Uhr
Zeile 232:		Zeile 232:

	==== Aufbau & Durchführung ====		==== Aufbau & Durchführung ====
	Da wir beobachtet hatten, das sich mit ~~meinchen~~ Ringen das Phänomen nachstellen lässt und mit anderen nicht, haben wir uns die ~~Frgae~~ gestellt ob es ein bestimmtes ~~Verhältniss~~ zwischen der Breite und der Höhe des Kanals geben muss, damit es ~~Funktioniert~~. um das ~~herrauszufinden~~, haben wir Kanäle 3D-Gedruckt, welche eine feste Breite hatten aber immer höher wurden. Die Idee war, dass man am unteren Ende anzündet und beobachtet ab welche Höhe das Phänomen beginnt. Die ~~gedrukten~~ Kanäle waren 3mm, 4mm, 5mm und 6mm breit.		Da wir beobachtet hatten, das sich mit manchen Ringen das Phänomen nachstellen lässt und mit anderen nicht, haben wir uns die Fraga gestellt ob es ein bestimmtes Verhältnis zwischen der Breite und der Höhe des Kanals geben muss, damit es funktioniert. um das herauszufinden, haben wir Kanäle 3D-Gedruckt, welche eine feste Breite hatten aber immer höher wurden. Die Idee war, dass man am unteren Ende anzündet und beobachtet ab welche Höhe das Phänomen beginnt. Die gedruckten Kanäle waren 3mm, 4mm, 5mm und 6mm breit.

	==== Werte/Erkenntnisse ====		==== Werte/Erkenntnisse ====

	Die Beobachtungen haben folgende Ergebnisse ~~geleifert~~:		Die Beobachtungen haben folgende Ergebnisse geliefert:

	3mm ⇒ 1,2mm		3mm ⇒ 1,2mm

IbrohimG: Fazit

2026-06-15T22:04:10Z

Fazit

← Nächstältere Version		Version vom 16. Juni 2026, 00:04 Uhr
Zeile 264:		Zeile 264:

	==Fazit==		==Fazit==
	~~Eine kurze Zusammenfassung eurer Erkenntnisse~~.		Im Rahmen diese Projekts ist es und gelungen, Phänomen der Travelling Flame erfolgreich nachzustellen und verschieden Einflussfaktoren auf ihr Verhalten zu untersuchen. Dabei konnten wir zeigen, dass sowohl die Temperatur als auch die Verdampfungsrate und die Geometrie des Kanals einen großen Einfluss auf die Stabilität und Lebensdauer der Flamme haben.

			Außerdem zeigte sich, dass die Travelling Flame nur bei bestimmten Kanalabmessungen auftritt. Mit zunehmender Kanalbreite war eine immer größere Kanalhöhe notwendig, damit sich eine stabile wandernde Flamme entsteht. Auch die Untersuchungen zur Verdampfungsrate machten deutlich, dass die Temperastur eine wichtige Rolle für die Menge des verfügbaren Brennstoffdampfs spielt.

			Die Auswertung der Flammengeschwindigkeit ergab, dass sich die Flamme im Allgemeinen mit annährend konstanter Geschwindigkeit entlang des Rings bewegt. Kleiner Schwankungen konnten dabei ebenfalls beobachtet werden.

			Insgesamt konnten wir das Verhalten der Travelling Flame besser verstehen und mehrere Faktoren identifizieren, die das Phänomen beeinflussen. Einige Fragen, beispielsweise welche der beiden aufgestellten Hypothesen das Erlöschen der Flamme erklärt, konnten jedoch nicht vollständig beantwortet werden und bieten Ansatzpunkte für weitere Untersuchungen.

	==Erfolge==		==Erfolge==
	Teilnahme an BeGYPT		Teilnahme an BeGYPT

IbrohimG: /* Quellen */

2026-06-15T21:51:36Z

Quellen

← Nächstältere Version		Version vom 15. Juni 2026, 23:51 Uhr
Zeile 270:		Zeile 270:
	3. Preis bei Jugend Forscht		3. Preis bei Jugend Forscht
	==Quellen==		==Quellen==
	~~Eure wichtigsten verwendeten Quellen mit Verweisen im Text!~~		Steve Moulds video: https://www.youtube.com/watch?v=SqhXQUzVMlQ

			originale Ring datein: <nowiki>https://www.thingiverse.com/thing:6586043</nowiki>