UV-Absorptions-Stoßwellenrohr

Ziel
In Stoßwellenrohren wird die Geschwindigkeit  schneller Gasphasenreaktionen untersucht. Eine Stoßwelle, die durch eine Gasexpansion hervorgerufen wird, heizt das reaktive Gasgemisch innerhalb von Mikrosekunden auf Temperaturen von bis zu einigen tausend Kelvin auf und die nachfolgenden Reaktionen werden mit optischen Verfahren beobachtet. Das UV-Absorptions-Stoßwellenrohr des IVG ermöglicht es zeit- und wellenlängenaufgelöst UV-Spektren reagierender Gasmischungen aufzuzeichnen. Ein mögliches Anwendungsfeld ist die Untersuchung von Fluoreszenztracern bei technisch relevanten Temperaturen. Fluoreszenztracer sind Kohlenwasserstoffe, die realen Kraftstoffen zugesetzt werden können, um deren Durchmischung mit Luft in Verbrennungsprozessen durch stimulierte Fluoreszenz sichtbar zu machen. Abgesehen davon kann eine große Zahl von Reaktionssystemen untersucht werden, deren Edukte oder Produkte über Absorptionsbanden im ultravioletten Spektralbereich verfügen.

Verfahren
Das Stoßwellenrohr hat eine Gesamtlänge von 10,9 m und einen Innendurchmesser von 80 mm. Es ist durch eine Aluminiummembran (Dicke bis ca. 300 µm) in Hochdruck- (3,6 m) und Untersuchungssektion (7,3 m) unterteilt. Die reaktiven Gase werden in einem Edelstahltank gemischt und in die Untersuchungssektion eingefüllt. Die Hochdrucksektion wird mit H2 bzw. He bis zum Bersten der Membran befüllt. Der Maximal¬druck im Rohr beträgt 10 bar. Druck-sensoren beobachten die Stoßwellengeschwindigkeit.  Ein kinetisches UV-Absorptions-Spektrometer (bestehend aus Spektrometer und EMCCD-Kamera) gestattet es, mit hoher Zeitauflösung UV-Absorptionsmessungen über große Wellenlängenbereiche durchzuführen. Zusätzlich steht für Chemielumineszenz-Messungen ein Photomultiplier zur Verfügung.

Veröffentlichungen

 

Kontakt
Dr. Mustapha Fikri, Tel.: +49 (0) 203 - 379 3037, IVG