Multi-Skalar-Messung mit dem Dual-Pump-CARS-Verfahren in unterschiedlichen Flammentypen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Thomas Seeger
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2003 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5404188

• Erstellungsjahr: 2009

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Ziel des Projektes war eine Charakterisierung des Potentials und ein Anwendbarkeitsuntersuchung der Dual-Pump-CARS-Technik, um so zukünftig eine präzise Multi-Skalar-Meßtechnik für die verschiedensten Verbrennungssituationen zur Verfügung zu haben. Dieses Projektteilziele konnte im Rahmen der beiden Projektabschnitte erfolgreich bearbeitet werden. So konnte die Dual-Pump-CARS-Meßtechnik in der ersten Projektphase so erweitert werden, daß neben der Temperatur simultan auch die Konzentrationen von N2, CO, O2, und C2H4 in Verbrennungsvorgängen bestimmt werden können. Aufgrund der erzielbar guten Meßgenauigkeiten konnten die Meßdaten auch bereits zur Modellvalidierungen herangezogen werden. In der zweiten Projektphase konnte gezeigt werden, dass eine simultane Detektion der Vibrations-Q-Zweige von N 2, CO und H2 in Flammen mit kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen möglich ist. Dazu war es notwendig ein H2-Linienbreitenmodell für atmosphärische Anwendungen zu entwickel und zu testen. Zwei verschiedene Ansätze, eine Ansatz mittels linearer Interpolation und ein Ansatz unter Einbindung des KS-3D Modells wurden verglichen. Das letztere lieferte die besten Ergebnisse und erweitert die Nutzbarkeit der Dual-Pump CARS-Technik erheblich.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Temperatur und Konzentrationsbestimmung von Majoritätsspezies in Verbrennungprozessen mittels der Dual-Pump-CARS-Technik. Dissertation
  M. C. Weikl
  
• A Combined Experimental and Numerical Assessment on Temperature and CO Concentrations of Partially Premixed Methane Flames. European Conference on nonlinear Optical Spectroscopy (ECONOS 2004), Erlangen, Deutschland, April 2004 Abstract Band S. 36
  S.K.R. Sannala, N.K. Aluri, S.P.R. Muppala, F. Dinkelacker, A. Malarski, F. Beyrau, T. Seeger
  
• Interference Effects of C2 in Nitrogen Vibrational CARS Thermometry. European Conference on nonlinear Optical Spectroscopy (ECONOS 2004), Erlangen, Deutschland, April 2004 Abstract Band S. 3
  A. Malarski, F. Beyrau, T. Seeger and A. Leipertz
  
• Temperature and CO Concentration Measurements in a Partially Premixed CH4/Air CO-flowing Jet Flame Using Coherent Anti-Stokes Raman Sattering. Combust. Sci. Tech. 176, S. 1965-1984 (2004)
  A. Datta, F. Beyrau, T. Seeger, and A. Leipertz
  
• Interference Effects of C2 in Nitrogen Vibrational CARS Thermometry Using a Frequency Doubled Nd:YAG-Laser. J. Raman Spectrosc. 36, S. 102-108 (2005)
  A. Malarski, F. Beyrau, A. Leipertz
  
• Simultane Messung der Temperatur sowie der Brennstoff- und Sauerstoffkonzentrationen in Flammen mittels der Dual-Pump-CARS-Technik. 22. Flammentag, VDI Berichte 1888, S. 347-354 (2005)
  T. Seeger, F. Beyrau, A. Malarski, und A. Leipertz
  
• Dual-Pump CARS Measurements of N2, H2, and CO in a Partially Premixed Flame. J. Raman Spectrosc. 38, S. 983-988 (2007)
  M. C. Weikl, T. Seeger, R. Hierold, A. Leipertz
  
• Development of a Simplified Dual-Pump Dual-Broadband CARS System. Appl. Opt. 48, B 43-B50 (2009)
  M. C. Weikl, Y. Cong, T. Seeger, A. Leipertz
  
• Non-Intrusive Gas-Phase Temperature Measurements Inside a Porous Burner. Proc. of the Combust. Inst. 32, S. 3123-3129 (2009)
  J. Kiefer, M. C. Weikl, T. Seeger, F. Beyrau, A. Leipertz, F. von Issendorf