Laser-spektroskopische Untersuchungen technologisch relevanter Flammen

In dieser Arbeit wurde ein kombinativer Raman-Rayleigh-LIF-Meßaufbau zur simultanen Ermittlung von Temperatur- und Speziesverteilungen (1D-Raman/Rayleigh), sowie flammen-topologischen Größen (2D-LIF) aufgebaut. Die Raman-Messungen wurden mit dem „spektralen Fit“ Verfahren ausgewertet. Für die Auswertung der LIF-Messungen wurde in dieser Arbeit ein neues Verfahren, das MSK- Verfahren, entwickelt. Für die Auswertung des Rayleigh-Signals wurde eine neue Methode zur Behandlung des Hintergrundsignals entwickelt, diese Methode erfaßt nun auch auf Einzelschuß-Basis das laser-induzierte Hintergrundsignal. Zur Kalibrierung und Referenzierung des Meßaufbaus und der Meßgrößen wurden Spezialbrenner entwickelt, die zusätzlich auch der Validierung der neuen Auswertungsmethoden dienten. Im Rahmen dessen ist u. a. der MAG-Brenner entstanden, ein Brenner mit einer laminaren, ebenen Flachflamme, die bei mageren Methan-Luft-Gemischen die adiabate Flammentemperatur erreicht. Untersucht wurden in dieser Arbeit zwei Brenner. Bei den untersuchten Konfigurationen handelte es sich um mager vorgemischte, hoch-turbulente, drall- und staukörper-stabilisierte, abgehoben brennende (nur Niederdrallbrenner) Flammen. Für diese Flammen wurden räumlich hochaufgelöste Temperaturverläufe und deren Gradienten ermittelt, sowie integrale und Taylor-Längenmaße. Für denn EKT-Drallbrenner wurden Mischungsuntersuchungen im nicht reagierenden Fall durchgeführt, so daß für diesen Brenner auch Mischungsgradverläufe und skalare Dissipationsraten vorliegen. Für den Niederdrallbrenner wurden simultan zu den 1D-Raman / Rayleigh-Messungen auch 2D-LIF-Messungen durchgeführt, so daß für diesen Brenner auch die mittlere Fortschrittsvariable und flammentopologische Größen bestimmt werden konnten.