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J. Graf:
"Methanzahlbestimmung von Brenngasen";
Report No. B14025, 2014; 53 pages.

Im Rahmen dieser Studie soll ein Einblick auf generelle Betrachtungen und Beschreibung der Methanzahl gegeben werden. In Anlehnung an die Oktanzahl wird die Bestimmung der Methanzahl, als ein Maß für die Klopfempfindlichkeit von gasförmigen Kraftstoffen, definiert. Aus diesen Überlegungen sollen die Berechnungsmethoden sowie Rechenregeln abgeleitet werden. Diese Studie hat das Ziel einen Überblick über die Methanzahl im Allgemeinen, die vor-herrschenden Messmethoden und die eingesetzten Messverfahren zu vermitteln.
Eingangs ist die Frage der Energiegewinnung aus gasförmigen Rohstoffen zu diskutieren. Es wird, aufgrund des Energieaufwandes für Gasmotoren, eine Übersicht über die im Markt üblichen gasförmigen Rohstoffe gegeben, sowie die Stoffzusammensetzung und der Energieinhalt erläutert. Einen weiteren Punkt stellt die Auswirkung der Gaszusammensetzungen auf die Klopfproblematik dar.
Aufbauend auf den Anforderungen und den Eigenschaften von Gasen wurden Verfahren und Methoden entwickelt um die Methanzahl bestimmen zu können. Einerseits stehen Messgeräte zur Verfügung, welche in Leitungen integriert werden und eine direkte Analyse der Gase ermöglichen. Auf der anderen Seite wird die Methanzahl mittels Versuchen am CFR-Prüfmotor bestimmt. Für die Auswertung der Kennzahl hat sich ein graphisches Verfahren (im europäischen Raum) als auch ein algebraischer Algorithmus (in Amerika) etabliert.
Im Umfang dieser Studie wird auf einen Fachbericht der Motortechnischen Zeitschrift Nummer 33 aus dem Jahr 1972 näher eingegangen. Dieser gibt einen detaillierten Einblick in die Anfänge der Messmethoden und zeigt die Problematiken bei der Bestimmung der Methanzahl. Im Anschluss wird eine Berechnung der Methanzahl, auf Grundlage der Rechenregeln der AVL-Methode, durchgeführt. Abschließend werden Einschränkungen der Lösungsmethoden aufgezeigt.
Zukünftige Umweltauflagen erfordern eine Erhöhung des Wirkungsgrades der Verbrennung. Um eine möglichst effektive Reaktion im Brennraum garantieren zu können, muss ein entsprechender Standard für die Qualität des gasförmigen Rohstoffes eingeführt werden. In diesem Zusammenhang stellt die Methanzahl eine wichtige Kennzahl dar.