Streu- und Folgeverhalten von Partikeln fuer die Laser-Doppler-Anemometrie.

Kurzfassung

Bei den folgenden Untersuchungen kommt ein beruehrungsloses, optisches Geschwindigkeitsmessverfahren, die Laser-Doppler-Anemometrie (LDA), zum Einsatz. Der Einsatz der LDA erfordert das Vorhandensein von Partikeln in der Stroemung. Diese Partikel sollten der Stroemung moeglichst optimal folgen und gute Lichtstreueigenschaften besitzen. Ueber die Geschwindigkeit der Partikel zieht man Rueckschluesse auf die lokale Geschwindigkeit der untersuchten Stroemung. Der erste Teil dieser Arbeit besteht in der Untersuchung des Folgeverhaltens von TiO2-, MgO-, ZrO2- und Glyzerin-Wasser-Partikeln bei groen Geschwindigkeitsgradienten. Dazu wurde in einem Ueberschall-Windkanal ein definierter Schraegstoss erzeugt. Ueber diesen schraegen Windstoss wurde das Geschwindigkeitsprofil der Stroemung unter Verwendung verschiedener Partikelarten untersucht. Ziel des Versuches war die Angabe der Partikel-Aequivalenzdurchmesser, mit deren Hilfe sich Voraussagen ueber das Partikelfolgevermoegen in unbekannten Stroemungen mit bekannten maximalen Geschwindigkeitsgradienten machen lassen. Im zweiten Teil dieser Arbeit werden die Lichtstreueigenschaften von TiO2-, MgO- und ZrO2-Partikeln bei Temperaturen bis etwa 2400 K untersucht. Hierzu wurden die Streusignale der Partikel, die sich durch die Diffusionsflamme eines H2-Luft-Brenners bewegten, bezueglich der Amplituden, der Datenrate und der Validation analysiert. Die Versuche am Windkanal und am Brenner sollten Aufschluesse ueber die Einsatzgrenzen der LDA, der Partikel und der Partikelgeneratoren unter den extremen Bedingungen von hohen Geschwindigkeiten, grossen Geschwindigkeitsgradienten und hohen Temperaturen liefern.