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About this book
WĂ€ssrige FlĂŒssigkeitsfilme treten in unzĂ€hligen technischen Anwendungen als gewollter oder unerwĂŒnschter Effekt auf. Zum Verstehen und Optimieren dieser Prozesse sind Informationen bezĂŒglich der Schichtdicke sowie des zeitlichen Verhaltens des Films unabdingbar. Ein Messverfahren, das es ermöglicht FlĂŒssigkeitsfilme hinsichtlich ihrer Dicke und Form zu erfassen, wĂŒrde einen groĂen Beitrag zum Erreichen dieser Ziele leisten. Das im Rahmen dieser Arbeit entwickelte und angewandte, quantitative Verfahren zur Messung von Wasserfilmdicken auf OberflĂ€chen basiert zum einen auf der Laser-induzierten Fluoreszenz sowie auf der spontanen Ramanstreuung an WassermolekĂŒlen. Im Vergleich zu bestehenden Messmethoden bieten diese den Vorteil einer zweidimensionalen Auflösung auch fĂŒr die Detektion verdampfender Wasserfilme. Die Fluoreszenz stammt dabei von zugesetzten Tracersubstanzen, deren FluoreszenzintensitĂ€t in AbhĂ€ngigkeit von Konzentration und Temperatur untersucht wurde. Zur Anwendung in verdampfenden Systemen, in denen der Tracer ein koevaporatives Verhalten zeigen soll, wurden Gleichgewichtsberechnungen durchgefĂŒhrt, um an die Verdampfungseigenschaften von Wasser angepasste Fluoreszenzmarker auszuwĂ€hlen. Ethyl-Acetoacetat erfĂŒllt die geforderten Eigenschaften und wurde als Tracer fĂŒr die hier vorgestellten Untersuchungen verwendet.Kalibriermessungen an bekannten Schichtdicken in einer Kalibrierzelle liefern den Zusammenhang des detektierten Signals von der Filmdicke fĂŒr einen Schichtdickenbereich von 5 bis 1000 ?m. WĂ€hrend fĂŒr erste grundlegende Untersuchungen die Filme mit einer Pipette sowie eines Injektors auf eine transparente OberflĂ€che aufgebracht wurden, wird in einem zweiten Schritt die Ăbertragung auf ein technisches System, einen Strömungskanal mit der Möglichkeit einer Einspritzung der Tracer-Wasser-Lösungen vollzogen. Hier werden Schichtdicken auf einer metallischen OberflĂ€che bestimmt. Phasenaufgelöste Messungen liefern eine Aussage ĂŒber die zeitliche Entwicklung der Filme wĂ€hrend des Einspritzvorgangs. Sie geben neben der Kontur ebenfalls eine Aussage hinsichtlich der aufgebrachten FlĂŒssigkeitsmasse, wĂ€hrend zeitlich aufgelöste Untersuchungen den Vorgang der Filmverdampfung auf einer beheizten OberflĂ€che betrachten. Schichtdickenmessungen im Einzelschuss bieten die Möglichkeit Bewegungen der FilmoberflĂ€che zu visualisieren.
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Information
Table of contents
- Zusammenfassung
- Abstract
- Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- LiteraturĂŒberblick
- Spektroskopische Grundlagen
- Fluoreszenztracer
- Versuchsaufbauten
- Bildverarbeitung
- Kalibration
- Filmdickenmessungen
- Zusammenfassung / Ausblick
- Literaturverzeichnis
- AbkĂŒrzungsverzeichnis