Experimentelle Untersuchung von mehrphasigen Verbrennungssystemen mit laserbasierten Messverfahren

  • type:Bachelor- o. Masterarbeit
  • time:nach Absprache
  • place:

  • Verbrennungsvorgänge in Mehrphasensystemen haben in heutigen technischen
    Anwendungen (z.B. Flugzeugturbinen, erneuerbare Energien) eine immer größere
    Bedeutung. Im Vergleich zur reinen Gasphasenverbrennung finden sich jedoch nur
    wenige detaillierte Untersuchungen, die etwa eine umfangreiche Datenbasis für die
    Validierung von Verbrennungsmodellen liefern könnten. Solche Daten sind aber
    eine wichtige Hilfe, um den Energiewandlungsprozess flexibler, schadstoffärmer
    und damit nachhaltiger zu gestalten.


    Solche Daten sollen am ITT durch die Untersuchung einer turbulenten, statistisch
    radialsymmetrischen, mageren Erdgas-Strahlflamme, in die mit einem
    Tropfengenerator eine Kette aus Kraftstofftropfen eingebracht wird, beschafft
    werden. Durch eine laseroptische Messung der chemischen Spezies und der
    Temperatur an verschiedenen Stellen der Flamme wird der Einfluss des flüssigen
    Kraftstoffs auf verschiedene Bereiche der Flammengase untersucht.
    Während dieser laserbasierten Messung darf
    sich kein Tropfen direkt im Messvolumen
    befinden, da sonst eine Beschädigung der
    eingesetzten hochsensitiven CCD-Kamera
    droht. Daher wird eine Lichtschranke als
    Sicherheitsvorrichtung entwickelt, die die
    Kamerabelichtung in solchen Fällen innerhalb
    von wenigen Milliardstel Sekunden
    unterbricht.


    Im Rahmen einer Bachelor- oder
    Masterarbeit soll der Tropfengenerator und
    das Laser-Lichtschrankensystem untersucht
    werden. Dabei werden zuerst
    Untersuchungen der Tropfeneigenschaften
    und der Lichtschranke ohne Flamme
    durchgeführt. Danach wird das
    Gesamtsystem mit Flamme untersucht.

     

    Laser-Raman Spektroskopie einer turbulenten Erdgasflamme mit Tropfeneindüsung. Die Erdgasflamme ist durch ihre bläuliche Chemolumineszenz erkennbar. Der Tropfenstrom, erkennbar als grüner vertikaler Strahl, verläuft in der Mitte der Flamme von unten nach oben. Die von links nach rechts verlaufenden Streifen markieren die Anregungs-Laserstrahlen für das laserbasierte Messverfahren.