Spektroskopische Methoden zur oberflächennahen Thermometrie in technischen Verbrennungsumgebungen:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
2008
|
| Ausgabe: | Als Ms. gedr. |
| Schriftenreihe: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 6, Energietechnik ; 574 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | X, 135 S. graph. Darst. 21 cm |
| ISBN: | 9783183574063 |
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Hintergrund 1
1.2 Stand der Technik 2
1.2.1 Messung von Oberflächentemperaturen 2
1.2.2 Messung von Gastemperaturen 3
1.3 Inhalt und Aufbau 5
2 Grundlagen 6
2.1 Spektroskopie 6
2.1.1 Quantenmechanik 6
2.1.2 Aufbau von Materie 12
2.1.3 Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung 21
2.1.4 Wechselwirkung von Materie und elektromagnetischer Strahlung . . 22
2.2 Temperatur, Temperaturgrenzschichten und Thermometrie 23
2.2.1 Temperatur 23
2.2.2 Temperaturgrenzschichten 25
2.2.3 Thermometrie 26
3 Messtechniken 28
3.1 Phosphor-Thermometrie 28
3.1.1 Theoretischer Hintergrund 28
3.1.2 Messmethoden 36
3.1.3 Auswahl des Phosphors 39
3.1.4 Beschichtungsmethoden 40
3.1.5 Quellen systematischer Fehler 41
3.2 CARS-Thermometrie 47
3.2.1 Grundprinzip 47
3.2.2 Theoretischer Hintergrund 49
3.2.3 Rovibronische CARS-Thermometrie an N2 55
4 Experimenteller Aufbau und Versuchsdurchführung 57
4.1 Phosphor-Thermometrie 57
4.1.1 Verwendete Phosphore 57
4.1.2 Probenaufbereitung 58
4.1.3 Kalibrierofen und Druckkammer 59
4.1.4 Anregung 60
4.1.5 Detektion 61
V
4.1.6 Messungen zur Charakterisierung des
Phosphor-Thermometrie-Systems 62
4.2 CARS-Thermometrie 63
4.2.1 Pumplaser 64
4.2.2 Stokeslaser 64
4.2.3 Spektrometer und Kamera 66
4.2.4 Phasenanpassung 66
4.2.5 Strahlführung 67
4.2.6 Messungen zur Charakterisierung des CARS-Thermometrie-Systems 69
4.3 Kombinative Wand- und Gastemperaturmessungen 71
4.3.1 Einfache Staupunktströmungen 71
4.3.2 Strömungsprofil in Druckbrennkammer 73
5 Auswertung 77
5.1 Phosphor-Thermometrie 77
5.2 CARS-Thermometrie ] ] .................. 80
5.2.1 Aufbereitung der Messdaten (Preprocessing) 80
5.2.2 Auswertung mit CARSFIT 81
6 Ergebnisse und Diskussion 85
6.1 Phosphor-Thermometrie 85
6.1.1 Standardszenario 85
6.1.2 Algorithmus zur Auswertung 88
6.1.3 Detektionssystem 92
6.1.4 Anregungsenergie 93
6.1.5 Dotierungskonzentration 97
6.1.6 Irreversibilitäten duch Wärmebehandlungen
6.1.7 Zusammensetzung und Druck der anliegenden Gasphase 1°2
6.1.8 Zusammenfassung und Fehlerbetrachtung 108
6.2 CARS-Thermometrie 111
6.2.1 Charakterisierung des Lasersystems und des Messvolumens l11
6.2.2 Thermometrie an Testfällen l13
6.3 Kombinative Wand- und Gastemperaturmessungen 118
6.3.1 Einfache Staupunktströmungen 118
6.3.2 Strömungsprofil in Druckbrennkammer . . . 120
7 Zusammenfassung und Ausblick 126
Literaturverzeichnis 129
VI
|
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Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Hintergrund 1
1.2 Stand der Technik 2
1.2.1 Messung von Oberflächentemperaturen 2
1.2.2 Messung von Gastemperaturen 3
1.3 Inhalt und Aufbau 5
2 Grundlagen 6
2.1 Spektroskopie 6
2.1.1 Quantenmechanik 6
2.1.2 Aufbau von Materie 12
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2.1.4 Wechselwirkung von Materie und elektromagnetischer Strahlung . . 22
2.2 Temperatur, Temperaturgrenzschichten und Thermometrie 23
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3.1.5 Quellen systematischer Fehler 41
3.2 CARS-Thermometrie 47
3.2.1 Grundprinzip 47
3.2.2 Theoretischer Hintergrund 49
3.2.3 Rovibronische CARS-Thermometrie an N2 55
4 Experimenteller Aufbau und Versuchsdurchführung 57
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4.1.6 Messungen zur Charakterisierung des
Phosphor-Thermometrie-Systems 62
4.2 CARS-Thermometrie 63
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4.3 Kombinative Wand- und Gastemperaturmessungen 71
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4.3.2 Strömungsprofil in Druckbrennkammer 73
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5.1 Phosphor-Thermometrie 77
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6 Ergebnisse und Diskussion 85
6.1 Phosphor-Thermometrie 85
6.1.1 Standardszenario 85
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7 Zusammenfassung und Ausblick 126
Literaturverzeichnis 129
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