Entwicklung und Optimierung absorptionsspektroskopischer Techniken zur Untersuchung von Verbrennungsprozessen

Nau P. Entwicklung und Optimierung absorptionsspektroskopischer Techniken zur Untersuchung von Verbrennungsprozessen. Bielefeld: Universität Bielefeld; 2012.Die Verbrennung ist die wichtigste Energiequelle unserer Gesellschaft. Um die Schadstoffemissionen minimieren und Verbrennungsprozesse optimieren zu können, ist ein besseres Verständnis der hochkomplexen physikalischen und chemischen Prozesse notwendig. Hierfür werden Messtechniken zur präzisen Bestimmung von Temperatur und Molekülkonzentrationen benötigt. Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Entwicklung absorptionsspektroskopischer Techniken, welche eine präzise und kalibrationsfreie Quantifizierung dieser Parameter ermöglichen. Neben der hochsensitiven Cavity Ring-down Spektroskopie wird auch die direkte Absorptionspektroskopie eingesetzt. Die Erschließung des mittleren infraroten Spektralbereichs für die Flammendiagnostik bietet hierbei Zugang zu Molekülen, welche bisher nicht nachgewiesen werden konnten. Neben stabilen Molekülen können so auch radikalische Minoritätenspezies detektiert werden. Der Einfluss der Bandbreite des Lasers auf die Abklingkurven der Cavity Ring-down Spektroskopie wird umfassend untersucht, so dass eine präzisere Auswertung möglich wird. Tomographische Messungen ermöglichen eine präzisere Quantifizierung und zudem die Erstellung zweidimensionaler Temperatur- und Konzentrationsfelder. Die Untersuchung der Verbrennungschemie erfolgt sowohl an Kohlenwasserstoffflammen, als auch an Flammen mit oxygenierten und stickstoffhaltigen Modellbrennstoffen