Entwicklung und Anwendung von Fluoreszenztracer-Verfahren für die lasergestützte, abbildende Spraydiagnostik

Zum besseren Verständnis der Zusammenhänge des Gemischbildungs- und Verbrennungsprozesses bei Brennver-fahren mit Direkteinspritzung müssen zeitaufgelöste, berührungslose Messungen direkt im Brennraum unter mög-lichst realistischen Bedingungen erfolgen. Das im Rahmen dieser Arbeit angewandte zweidimensionale Verfahren zur Messung mittlerer Tropfengrößen, basierend auf unterschiedlichen Durchmesserabhängigkeiten von laserinduzierter Fluoreszenz (LIF) und Mie-Streuung, kann im Gegensatz zu konventionellen Verfahren auch in Bereichen hoher Spraydichte eingesetzt werden. Die Fluoreszenz stammt dabei von Farbstoffen, deren Fluoreszenzintensität in Abhängigkeit von Konzentration, Temperatur und Sauerstoffkonzentration untersucht wurde. Um für die Anwendung in verdampfenden Systemen das dynamische Verhalten der Fluoreszenz relevanter Tracer in Abhängigkeit von der Temperatur detailliert untersuchen zu können, wurde das Fluoreszenzsignal an langsam verdampfenden Einzeltropfen beobachtet. Rhodamin 6G-dotierte Wassertropfen wurden mit einem CO2-Laser geheizt. Der Farbstoff reicherte sich während der Verdampfungsphase vollständig in der flüssigen Phase an. Ein Tracerkonzept mit Anregung im roten Spektralbereich verwendet die Tracermoleküle Rhodamin 6G und Rho-damin 800 und nutzt den transparenten Spektralbereich von Realkraftstoffen für Anregung und Emission und ermög-licht somit die selektive Beobachtung auch in kommerziell erhältlichen Kraftstoffen. Mit Hexanol als Lösungsver-mittler konnten die Tracer in unpolarem Dieselkraftstoff gelöst, charakterisiert und unter Brennkammerbedingungen getestet werden. Für die Anregung im UV wurden die Tracer Fluoranthen und BBQ (4,4-Bis-(2-butyloctyloxy)-p-quaterphenyl) gewählt, da sie eine simultane Anregung des OH-Radikals ermöglichen. Zur weiteren Charakterisie-rung der Temperaturabhängigkeit und des Verdampfungseinflusses, auch bei Flüssigkeitstemperaturen über dem Sie-depunkt des Kraftstoffs bei Atmosphärendruck, wurde in einem technisch relevanten Spray die Tracerfluoreszenz von BBQ und Fluoranthen in Hochtemperatur-Hochdruck-Umgebung unter Verwendung eines nichtfluoreszierenden Multikomponenten-Ersatzkraftstoffs für Kerosin untersucht.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Heidelberg

Year

2003

Author dc:creator

• Schorr, Jürgen

Contributors dc:contributor

• Wolfrum, Jürgen

Repository record source_url

http://www.ub.uni-heidelberg.de/archiv/4412

OAI identifier oai:identifier

oai:archiv.ub.uni-heidelberg.de:4412