Zeitaufgelöste Bestimmung von Konzentrationen in Strömungsmischern mittels der Mehrlinien-Ramanspektroskopie

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Für die Beschreibung der Transportvorgänge in Strömungsmischern ist die Bestimmung von Konzentrationsfeldern von besonderer Bedeutung. Die Ramanspektroskopie bietet die Möglichkeit, in flüssigen oder gasförmigen Stoffen die Verteilung aller Komponenten quantitativ, zeitlich und räumlich aufgelöst zu erfassen, ohne die Geschwindigkeits-, Temperatur- und Konzentrationsfelder zu beeinflussen. Dabei bereitet die Analyse reaktiver Systeme keine prinzipiellen Schwierigkeiten. In diesem Forschungsvorhaben wird die Ramanspekroskopie, mit der bislang nur an einem Punkt oder entlang einer Linie gemessen werden kann, derart weiterentwickelt, dass sich Konzentrationen zum einen entlang einiger nahezu frei wählbarer, gerader Linien, und zum anderen an einer Vielzahl von Punkten, die in einer Ebene liegen, simultan erfassen lassen. Dazu wird ein Strömungsmischer aufgebaut, in dem die Strömungsverhältnisse in flüssigen Stoffsystemen innerhalb eines weiten Bereichs variiert werden können. Eine Anpassung an verschiedene Orts- und Zeitskalen wird durch entsprechende Abbildungsoptiken bzw. durch den Einsatz von kontinuierlich strahlenden Lasern oder gepulsten Lasern erreicht. Im weiteren Verlauf des Vorhabens sollen die Messungen mit nicht reagierenden wie auch mit reagierenden Stoffsystemen an Geometrien durchgeführt werden, die für mit der Modellbildung und Berechnung von Strömungsmischern befassten Forschergruppen des SPP interessant sind.