Untersuchung laserbasierter Methoden zur Rußdiagnostik bei erhöhtem Druck

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Qualitative, ortsaufgelöste Messungen von Rußkonzentration und -Struktur sind unerlässlich für das Verständnis von Rußbildung und -Wachstum sowie die Modellierung rußender Flammen. Konventionelle Laser-basierte Extinktions- und Streulichtmessungen zur Bestimmung der Rußeigenschaften sind für ortsaufgelöste Messungen in technisch relevanten, instationären Verbrennungsprozessen nicht geeignet. Für momentane, zweidimensional abbildende Messungen hat sich daher in den letzten Jahren die Methode der Laser-induzierte Inkandeszenz (LII) bewährt. Die Charakterisierung dieser Methode auf Basis von experimentellen und theoretischen Untersuchungen beschränkt sich bisher weitgehend auf Prozesse bei Atmosphärendruck. Ziel der hier vorgeschlagenen Untersuchungen ist daher die detaillierte Untersuchung von Druckeinflüssen auf den LII-Prozess. Die Abhängigkeit der LIIIntensitäten und der Abklingdauern vom Umgebungsdruck sowie die Abhänigkeit der LII-Eigenschaften von der Rußmorphologie soll hier in difinierten rußenden Hochdruck-Flammen grundlegend untersucht werden. Die Charakterisierung erfordert begleitende Experimente zur Bestimmung der lokalen Gas- und Partikeltemperaturen, der Transmissionseigenschaften des Rußes sowie der Konzentration von C2 und C3. Für die Untersuchungen wird das Göttinger Hochdruckbrennerkonzept genutzt und somit das in Göttingen über Jahrzehnte entwickelte Fachwissen auf die Heidelberger Arbeitsgruppe übertragen.