DA032 - Lehrstuhl Verbrennungskraftmaschinen und Flugantriebe ...

6. Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung - 55 -
6.1 Vorüberlegungen
Abb. 24 Laserlichtschnitt
Da in diesem Versuchsaufbau ein rechteckiges Plexiglasbecken und als Medium Wasser
zum Einsatz kommen, muss eventuell der Brechungsindex der Stoffe berücksichtigt werden
welcher in Wasser 1,33 und in Plexiglas 1,49 beträgt. Um diesen offensichtlichen Nachteil zu
vermeiden, wurde die Überlegung getroffen, das Wasser durch ein technisches Weissöl
(Shell Risella 905, Brechungsindex 1,445) zu ersetzen. Durch Vorversuche der Mischung
von diesem Öl mit Rhodamin 6G wurde festgestellt, dass der vorhandene Fluoreszenz-
farbstoff in Öl nicht ohne weiteres lösbar ist, was somit die Verwendung von Wasser
erforderlich machte. Ebenfalls wurde in Vorversuchen zur Fluoreszenz ein Behältnis,
welches mit einem Wasser-Rhodamin-Gemisch gefüllt wurde, mittels des Lasers bestrahlt.
Dabei durchdrang der Strahl die Mischung nicht komplett, was auf das Phänomen der
Konzentrationslöschung zurückzuführen ist. Nach einer Verdünnung wurde das Behältnis
komplett durchleuchtet.
Die kreisförmige Wasserzuführung durch die Beckenstirnwand, die durch eine quadratische
(300 x 300mm) um 25mm ins Messvolumen ragenden Plexiglasplatte verstärkt wird, definiert
die Grundgeometrie der Beobachtungsstrecke. Vorteilhaft ist dabei eine stets exakte
Positionierung der Beobachtungsstrecke relativ zum Becken anhand dieses Vorsprungs.
Nachteilig gestaltet sich die daraus resultierende große Geometrie (Vgl. Abschnitt 9).
Der so gewonnene Querschnitt der Beobachtungsstrecke ist recht groß, um entstehende
Wirbelstrukturen gut abbilden zu können. Dies hat den Vorteil einer guten Auflösung der sich
einstellenden Strömung. Jedoch erfordern größere Querschnitte einen erhöhten
Messaufwand bezüglich der örtlichen Abtastung. Um eine optimale Darstellung der
Mischungsvorgänge zu gewährleisten, wurde eine Rhodaminkonzentration von 0,2g auf 5L