Messsystem zur Bestimmung von Tropfengrößenverteilungen in dichten Kerosinsprays (A Measurement System to Investigate Droplet Size Distributions in Dense Kerosene Sprays)
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G. Schmidl
Abstract
Maßgebend für einen optimierten Verbrennungsprozess (z.B. in stationären Turbinen) ist die schnelle Bildung eines homogenen Brennstoff/Luft–Gemisches in der Vormischzone während des Einspritzvorgangs. Es wurde ein Messsystem realisiert, das es erlaubt, die Tropfengrößenverteilungen eines dichten Kerosinsprays räumlich und zeitlich aufgelöst nachzuweisen. Die Anregung des simultan gemessenen Mie–Streulichts und der laserinduzierten Fluoreszenz (LIF) erfolgte durch Einzelpulse eines Excimerlasers. Das Verhältnis von LIF– und Mie–Signalen eines Sprays ergibt einen ortsabhängigen Sauterdurchmesser (Sauter mean diameter). Die Kalibrierung des Messsystems erfolgte mit definierten sphärischen Einzeltropfen, deren Durchmesser mit Hilfe von gestaltabhängigen Resonanzen (MDR) bestimmt wurde. Es wird die Anwendbarkeit dieser Methode zur Bestimmung der Tropfengrößenverteilungen in dichten technischen Brennstoffsprays demonstriert und einige wichtige Details werden beschrieben.
Abstract
An important fact for an optimised combustion is to realise a homogeneous mixture of fuel and air in the premixing zone as fast as possible during the injection. We realised and applied a measurement system which allows to determine droplet size distributions in dense kerosene sprays spatially and temporally resolved. We imaged simultaneously the Mie scattering and the laser induced fluorescence (LIF) excited by single excimer laser pulses. The ratio of LIF and Mie signals of a spray results in a droplet size distribution (Sauter mean diameter). The measurement set–up was calibrated with well defined single droplets. The diameter of these droplets was accurately determined by morphology dependent resonances (MDR). The applicability of this method for dense technical fuel sprays is demonstrated and some aspects which need special attention are discussed.
© 2003 Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH
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