Hochenergie PLIF Messsystem

• Fachliche Zuordnung: Strömungsmechanik, Technische Thermodynamik und Thermische Energietechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 525040175

Der Lehrstuhl für Optische Messverfahren für die Energie- und Verfahrenstechnik wurde kürzlich neu gegründet und ist an der Fakultät für Maschinenwesen der RWTH Aachen University angesiedelt. Sein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Anwendung von Laser- und anderen optischen Messtechniken zur Untersuchung von Problemen von grundlegendem und angewandtem wissenschaftlichem Interesse im Bereich der Energie- und Verfahrenstechnik. Ziel dieses Antrags ist es, ein Instrument zu erwerben, das für die erfolgreiche Durchführung geplanter Forschungsprojekte erforderlich ist. Es wird beabsichtigt, ein laserbasiertes Bildgebungssystem für den Einsatz in der spektroskopischen Messtechnik "planare laserinduzierte Fluoreszenz" (PLIF) Bildgebung zu erwerben. PLIF ist eine nicht-invasive, laserbasierte Bildgebungstechnik, die es einem Benutzer ermöglicht, 2-dimensionale, planare Bilder bestimmter chemischer Spezies in einer Strömung aufzunehmen. Dies wird erreicht, indem mit einem Laser ein 2-dimensionaler Lichtschnitt erzeugt wird, in dem dann bestimmte Atome oder Moleküle von einem niederenergetischen Quantenzustand in einen hochenergetischen Zustand angeregt werden. Die Atome oder Moleküle kehren dann unter Emission von Fluoreszenzlichts in den Grundzustand zurück. Bei entsprechender Kalibrierung liefert PLIF quantitative Informationen über die räumliche Verteilung, Anzahldichte, Temperatur und anderer physikalische Parameter chemischer Spezies in flüssigen und gasförmigen Strömungen. Das zu erwerbende PLIF-Messsystem ist so konzipiert, dass es die Anwendung von PLIF in einer Vielzahl von experimentellen Konfigurationen ermöglicht. Dazu gehören A) die gleichzeitige Abbildung von zwei chemischen Spezies in einer Flamme oder nicht reagierenden Strömung, B) die gleichzeitige Abbildung einer einzelnen chemischen Spezies in zwei (parallelen oder sich schneidenden) Schichten, C) Zwei-Schuss-Bildgebung einer einzelnen chemischen Spezies, um schnell entwickelnde Phänomene wie das Wachstum eines Zündkerns zu verfolgen, und D) Anregung von zwei verschiedenen molekularen Übergängen in einer einzigen chemischen Spezies, um die Strömungstemperatur durch Modellierung der Boltzmann-Verteilung zu extrahieren. Das zu erwerbende Instrument besteht aus zwei frequenzverdoppelten Farbstofflasern, zwei intensivierten Kameras und notwendigen Unterstützungskomponenten wie Datenerfassungs- und Steuerungssoftware sowie einem Trigger System. Die Farbstofflaser werden mit blitzlampengepumpten Festkörperlasern gepumpt. Die injection-seeded Festkörperlaser werden benutzt, um eine schmale Linienbreite zu gewährleisten, die für eine effiziente Summen-Frequenz-Mischung erforderlich ist. Diese Komponenten werden in ein System integriert, das von einem einzigen Anbieter geliefert wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Hochenergie PLIF Messsystem
• Gerätegruppe: 8860 Geschwindigkeitsmeßgeräte (außer 047, 053, 192 und 244)
• Antragstellende Institution: Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen
• Leiter: Professor Dr. Isaac Boxx