Ziel
Der Prüfstand dient der Untersuchung von Reaktionsvorgängen in turbulenten vorgemischten und nicht-vorgemischten Flammen bei Atmosphärendruck. Abbildende Laser-basierte Messverfahren werden genutzt, um momentane Spezieskonzentrationsverteilungen von verbrennungsrelevanten Spezies sowie Temperaturverteilungen zu ermitteln. Zusätzlich wird das Leuchten ausgehend von elektronisch angeregten Molekülen in der Flamme (Chemilumineszenz) beobachtet. Die Messdaten dienen zum einen als Eingangsgrößen für die Modellierung turbulenter reaktiver Strömungen, zum anderen sind Rückschlüsse die aus der Chemilumineszenz auf Zustandsgrößen in der Flamme gezogen werden können für die Nutzung in Überwachungs- und Steuerungssystemen industrieller Anwendungen von Relevanz. Zielsetzung ist die weitere Verbesserung der Laser-basierten Methoden sowie mit Hilfe dieser Methoden einen Betrag zur Weiterentwicklung von Chemilumineszenz-Sensorik zu leisten.

Verfahren
Zum Einsatz kommt ein standardisierter 30 kW-Drallbrenner, der nach dem Moveable-Block-Prinzip zur Anpassung der Drallzahl ausgeführt ist. Der Brenner besitzt eine ringförmige Düse mit einem zentral angeordneten, zur Flammen-stabilisierung beitragenden Staukörper und kann sowohl vorgemischt, als auch, durch Verwendung eines Staukörpers mit zusätzlicher Ringdüse, nicht-vorgemischt betrieben werden. Die Visualisierung von Speziesverteilungen in der Flamme erfolgt durch Detektion von Laser-induzierter Fluoreszenz (LIF) mit Hilfe von intensivierten CCD-Kameras im 2D-Lichtschnittverfahren. Temperaturinformationen können dabei durch Messung von Rayleigh-Streuung an Molekülen erhalten werden. Für die Darstellung der Wärmefreisetzung wird das Produkt aus simultan gemessenen OH- und CH2O-LIF Intensitäten ermittelt. Um Korrelationen zwischen LIF- und Chemilumineszenz-Signalen zu untersuchen, erfolgt zusätzlich eine spektral separierte Detektion der Chemilumineszenz durch optische Sensoren in Verbindung mit optischen Filtern oder Spektrometern.