1. Kurzfassung .................................................. 9
2. Abstract .................................................... 11
3. Einleitung .................................................. 13
3.1. Motivation für diese Arbeit ............................ 13
3.2. Aktueller Kenntnisstand ................................ 15
3.3. Ziel und Inhalt dieser Arbeit .......................... 17
4. Allgemeine Vorbetrachtungen ................................. 20
4.1. Drallströnmngen und Drallflammen ....................... 20
4.2. Thermo-akustische Schwingungen ......................... 23
5. Messaufbau und untersuchte Flammen .......................... 25
5.1. Das Messobjekt ......................................... 25
5.2. Untersuchte Flammenkonfiguration ....................... 28
6. Angewandte Messtechnik ...................................... 31
6.1. Hitzdrahtaneinometer zur Bestimmung der
Geschwindigkeitsfluktuationen in der kalten Strömung ... 31
6.2. Mikrofon zur Erfassung der Druckfluktuationen bei
Betrieb mit Verbrennung ................................ 32
6.2.1. Aufbau für Messungen im Plenum und in der
Brennkammer ..................................... 32
6.2.2. Verwendung des Mikrofonsignals für
druekkorrelierte Messungen ...................... 33
6.3. Laserinduzierte Fluoreszenz an CH-Radikalen ............ 37
6.3.1. Messprinzip ..................................... 37
6.3.2. Verwendeter Messaufbau .......................... 40
6.4. Laser-Doppler-Anemometrie .............................. 41
6.4.1. Messprinzip ..................................... 41
6.4.2. Verwendeter Messaufbau .......................... 43
6.5. Spontane Laser-Raman-Streuung .......................... 46
6.5.1. Messprinzip ..................................... 46
6.5.2. Verwendeter Messaufbau .......................... 48
6.6. Messungen der Stickoxidkonzentration im Abgas .......... 53
7. Betrachtungen zur Messgenauigkeit ........................... 54
7.1. Unsicherheit bei der Bestimmung von Frequenz und
Amplitude der Druckschwingung mit dem Mikrofon ......... 54
7.2. Unsicherheit bei der Geschwindigkeitsmessung mit LDA ... 55
7.3. Unsicherheit bei der Messung von Zusammensetzung und
Temperatur mit Laser-Raman-Streuung .................... 57
7.4. Reproduzierbarkeit und Konstanz der
Flammeneinstellung ..................................... 63
8. Darstellung und Diskussion der Ergebnisse ................... 66
8.1. Ergebnisse der Frequenzmessungen ....................... 66
8.1.1. Ergebnisse in der kalten Strömung ............... 66
8.1.2. Ergebnisse in der Strömung mit Flamme ........... 69
8.1.3. Absolute; Druckschwankungen...................... 73
8.1.4. Vergleich der Frequenz mit akustischen
Eigenschaften des Aufbaus ....................... 74
8.2. Ergebnisse der CH-LIF-Messungen ........................ 76
8.2.1. CH-LIF-Einzelpulsmessung ........................ 76
8.2.2. Zeitlich gemittelte CH-LIF-Messungen ............ 77
8.2.3. Druekkorrelierte CH-LIF-Messungen ............... 78
8.3. Ergebnisse der Geschwindigkeitsmessungen ............... 81
8.3.1. Auswertung der LDA-Daten ........................ 82
8.3.2. Mittelwerte und Standardabweichung der
Geschwindigkeit ................................. 84
8.3.3. Häufigkeitsverteilung der Geschwindigkeiten ..... 96
8.3.4. Analyse der Geschwindigkeitsdaten in Bezug
auf die Druckoszillation ....................... 100
8.3.5. Frequenzanalyse der Geschwindigkeitsdaten ...... 107
8.3.6. Resümee der Ergebnisse aus den LDA-Messungen ... 114
8.4. Ergebnisse der Raman-Messungen ........................ 116
8.4.1. Vergleich der zeitlich gemittelten
thermo-chemischen Zustände ..................... 116
8.4.2. Vergleich der zeitlich gemittelten Werte von
Temperatur und Mischungsbruch .................. 125
8.4.3. Beurteilung des zeitlich gemittelten
Reaktionsfortschritts .......................... 129
8.4.4. Analyse der druckkorrelierten Messungen von
Temperatur und Konzentration ................... 135
8.4.5. Abschätzung der rezirkulierten Massenströme .... 149
8.4.6. Zusammenfassende Beschreibung des Verhaltens
von Flamme 1 ................................... 152
8.5. Ergebnisse der Stickoxid-Messungen. . 155
9. Zusammenfassung und Schlussfolgerung ....................... 157
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