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Anwendungen an technischen Verbrennungssystemen

Mobile CARS-Anlage am Haken, beim Einsatz an einer Feuerungsanlage mit 300 KW thermischer Leistung.

Die Abteilung verfügt über mehrere mobile Laser-Messanlagen. Sie sind für den Einsatz an Verbrennungssystemen außerhalb des Labors konzipiert und werden für Messkampagnen im Kundenauftrag eingesetzt. Zwei mobile CARS-Anlagen sind für die Temperaturmessung in Einzelpulstechnik ausgelegt, wobei der bei der Verbrennung vorhandene Luftstickstoff als Indikatorgröße verwendet wird. Im Falle rußender Flammen wird die modifizierte Variante SV-CARS angewandt. Für die Untersuchung der Strukturen, der Stabilität und Verlöschgrenze von Flammen sowie zweidimensionaler Temperatur-, Spezies- und Rußverteilungen mit LIF-, Raman- und LII-Techniken stehen weitere mobile Anlagen zur Verfügung. LIF-Systeme mit Pulsraten größer 1 kHz sind ebenfalls als mobile Anlagen ausgelegt.
Im Folgenden sind einige Beispiele aufgeführt, die im Rahmen von nationalen und internationalen Projekten sowie im Kundenauftrag bearbeitet wurden.

• Temperaturmessungen mit CARS an Erdgas- und Kohlestaub-gefeuerten Versuchsöfen mit 300 kW thermischer Leistung
• CARS-Messungen zur Kalibrierung von Hochtemperatur-Absaug-Pyrometersonden an einem Erdgas/Sauerstoff-Brenner, der mit N2 dotiert war, bei einer thermischen Leistung von 1 MW
• Untersuchungen an einer bei Atmosphärendruck mit Wasserstoff/Luft betriebenen Brennkammer für Hyperschallantriebe, wobei CARS zur Temperaturmessung und LIF für Stabilitäts- und Flammenstrukturtests eingesetzt wurden
• Temperaturmessungen (CARS) und Flammenstrukturuntersuchungen (LIF) an einem Wasserstoff/Luft-betriebenem Ramjet-Brennkammersegment bei 3 bar Brennkammerdruck
• Lasermessungen an Brennkammersegmenten für Fluggasturbinen bei Drücken bis 16 bar, um die Kraftstoffverteilung (LIF), die Flammenposition (LIF) und damit die Wandbelastung der Brennkammer sowie die Temperaturverteilung (CARS) zu charakterisieren
• Messung der OH-Chemilumineszenz und OH-Fluoreszenz an neuartigen, technisch nutzbaren Brennerkonfigurationen zur Beurteilung des Stabilitätsverhaltens der Flamme, bei Drücken bis 20 bar
• Axiale und radiale Temperaturverteilung (CARS) in einer Rohrbrennkammer, die mit Erdgas und Erdöl betrieben wurde
• Flammenstruktur- und -stabilitätsuntersuchungen mit LIF an einer stufenstabilisierten Unterschallmessstrecke, die mit Methan betrieben wurde
• Charakterisierung der Mischung und der Temperaturverteilung im Brennraum von seriennahen Otto-Motoren mit 2D-LIF
• 1D-Raman-Messungen (längs einer Linie) zur Bestimmung der Verteilungen der Hauptspezies bei Verbrennungsschwingungen
• 1D-Raman-Messungen in einem industriellen Gasturbinenbrenner zur Charakterisierung der Mischung und Turbulenz-Chemie-Wechselwirkung
• 2D-Raman-Messungen (Sonderanwendung bei maximal 2 Spezies) an einem Kryo-Injektor-Prüfstand, um den Strahlzerfall und die Mischung bei überkritischen Bedingungen zu charakterisieren
• Messung der Rußverteilung (LII) an einem Verbrennungskanal bei einem Betriebsdruck von 3 bar und einem Reaktor zur Erzeugung von Nanotubes
• Ruß-Messungen mit LII an einer Flugtriebwerks-Modellbrennkammer bei Drücken bis 23 bar
• Messung der Strömungsfelder in Gasturbinen-Modellbrennkamern mit PIV
• Untersuchung zur Wiederzündung von Flugtriebwerken mit LIF in einem „Altitude-Relight“ Testrig