DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

Inhaltsverzeichnis - 1 -
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis...................................................................................................................... 1
Formelzeichen und Konstanten................................................................................................ 3
1. Einleitung und Motivation.................................................................................................... 5
2. Laserinduzierte Fluoreszenz (LIF)....................................................................................... 6
2.1 Das Zwei-Niveau-Modell ............................................................................................................ 6
2.2 Das Jablonski Energiediagramm............................................................................................. 13
2.3 Fluoreszenztracer...................................................................................................................... 15
2.3.1 Anforderungen an Fluoreszenzfarbstoffe ........................................................................................... 15
2.3.2 Konventionelle Fluoreszenztracer ...................................................................................................... 16
2.4 Das Absorptionsspektrum von Rhodamin 6G........................................................................ 17
2.4.1 Sicherheitsvorkehrungen beim Umgang mit Rhodamin 6G............................................................... 19
2.5 Vor- und Nachteile der LIF...................................................................................................... 19
2.5.1 Vorteile............................................................................................................................................... 19
2.5.2 Grenzen der Fluoreszenz .................................................................................................................... 20
2.5.2.1 Photochemischer Zerfall.................................................................................................................. 20
2.5.2.2 Einfluss der Viskosität auf die Fluoreszenz..................................................................................... 21
2.5.2.3 PH-Wert-Abhängigkeit.................................................................................................................... 21
2.5.2.4 Löschung ......................................................................................................................................... 22
2.5.2.5 Begrenzungen durch den Laser ....................................................................................................... 24
3. Strömungsvisualisierung..................................................................................................... 25
4. Strömungsmischvorgänge................................................................................................... 26
4.1 Einteilung und Kriterien des Mischens................................................................................... 26
4.2 Mischungsvorgänge in der Technik und die Anwendung von LIF ...................................... 27
4.3 Zweiphasenströmung................................................................................................................ 28
4.3.1 Aggregatsmischungen ........................................................................................................................ 29
4.3.2 Vergleich von Ein- und Zweiphasenströmung ................................................................................... 32
4.4 Drallphänomene und Wirbelformen....................................................................................... 32
4.5 Reynoldsgleichungen ................................................................................................................ 35
4.6 Tropfenentstehung / Oberflächenspannung........................................................................... 36
4.7 Rohrströmung ........................................................................................................................... 39
4.8 Luft und Wasser als Strömungsmedium................................................................................ 39
4.8.1. Viskosität........................................................................................................................................... 40
5. Kriterien zur Auslegung des Drallapparates...................................................................... 42
5.1 Düsen.......................................................................................................................................... 44
5.2 Drallstärke und Drallzahl ........................................................................................................ 44
5.3 Rayleigh-Kriterium................................................................................................................... 46
5.4 Reynoldszahl.............................................................................................................................. 47
5.5 Instabilitäten.............................................................................................................................. 47
5.6 Wirbelaufplatzen....................................................................................................................... 48
5.7 geometrische Faktoren ............................................................................................................. 49
5.7.1 Leitschaufelzahl.................................................................................................................................. 49