Lasermesstechnik

  Femtosekundenlaser Urheberrecht: Winandy Foto eines Femtosekundenlasers im Betrieb. Der Laser wird für Ballistic Imaging Untersuchungen an motorischen Sprühstrahlen eingesetzt.

Am Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung werden verschiedene Lasermesstechniken eingesetzt. Primär kommen lasertechnische Verfahren in den Bereichen Sprühstrahluntersuchung und Kohleverbrennung zum Einsatz.

Im Forschungsfeld der Sprühstrahlen werden Strahlaufbruch und Gemischbildung von Luft und Flüssigkeit untersucht. Untersuchungen erfolgen sowohl auf makroskopischen und mikroskopischen Skalen. Aufgrund der hohe Strömungsgeschwindigkeiten und geringen Skalen des Phänomens bieten sich lasermesstechnische Verfahren an, um verschiedene physikalische Eigenschaften zu erfassen. Dazu zählen Tropfengrößen und -geschwindigkeiten, Konzentrations- und Temperaturverteilungen aber auch verschiedene Arten der Visualisierung.

Im Bereich der Kohleverbrennung wird die Lasermesstechnik zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeiten der Kohlepartikel verwendet aber auch zur Messung der Konzentrationszusammensetzung der Verbrennungsabgase. Besonderheit ist in diesem Rahmen die Adaption der Messtechnik an die großen Skalen der Technikums-Verbrennungsanlage.

Messverfahren

  • Laser Doppler Anemometry (LDA) und Phase Doppler Anemometry (PDA)
  • Laser Correlation Velocimetry (LCV)
  • Particle Image Velocimetry (PIV, Stereo-PIV, High Speed PIV)
  • Streulichtvisualisierungen
  • Raman Spektroskopie
  • Rayleigh
  • Laser Induced Fluorescence (LIF, PLIF,2-Farben-LIF)
  • Ballistic Imaging (BI)
  • Partikelgrößenmessung durch Laserbeugung

Messgrößen

  • Tropfen/Partikelgrößen (PDA, Laserbeugung)
  • Tropfen-Partikelgeschwindigkeiten (LDA, PDA)
  • Sprühstrahlgeschwindigkeiten am Düsenaustritt (LCV)
  • Strömungsgeschwindigkeiten (PIV)
  • Makroskopische und mikroskopische Sprühstrahlvisualisierungen
  • Konzentration (Raman, LIF, Rayleigh)
  • Temperatur (2-Farben-LIF, Raman)
  • Visualisierung von optisch dichten Sprühstrahlbereichen (BI)