title: Fluorescent Tracers for air-sided Concentration Profile Measurements at the Air-Water Interface
creator: Winter, René
subject: ddc-530
subject: 530 Physics
description: Diese Arbeit behandelt die Visualisierung der luftseitigen Stofftransportgrenzschicht zur Untersuchung des Gasaustauschs an einer windbewegten Wasseroberfläche. Hierzu wurde erstmalig eine planare, laserinduzierte Fluoreszenztechnik (PLIF) eingesetzt, womit zeitlich hochaufgelöste vertikale Konzentrationsprofile gewonnen werden können. Dies erlaubt die Untersuchung des Stofftransports von Substanzen die teilweise oder vollständig luftseitig kontrolliert sind, z.B. hinsichtlich des Einflusses der Löslichkeit. Der PLIF Aufbau basiert auf einem gepulsten UV-Laser mit 266 nm Wellenlänge und 20 Pulsen pro Sekunde mit einer Pulsdauer von 6 ns zur Fluoreszenzanregung. Die Aufnahme der Konzentrationsprofile erfolgt mittels einer bildgebenden UV-Optik.  Für die Visualisierungsmesstechnik wurde zudem ein optimierter Wind-Wellen-Kanal aufgebaut. Basierend auf einer Literaturrecherche wurde ein Satz von Tracern mit verschiedenen Löslichkeiten ausgewählt. Das PLIF-Signal wurde gemessen und die Tracer hinsichtlich ihrer Signalstärke verglichen. Für eine bestimmte Wind-Wellen-Bedingung wurden die Transfergeschwindigkeit berechnet und der Einfluss der Löslichkeit auf den Gasaustausch ausgewertet. Die Signalstärke von Aceton, Fluorobenzol, Anisol, 4-Fluoranisol, 2,4-Difluoranisol, 2-Fluorphenol und 2-Methoxyphenol erlaubt Aufnahmen von Profilen mit einer Auflösung von 227 um, gemittelt über 2,5 Sekunden. 1,4-Difluorobenzol verfügt über ein Signal stark genug für Einzelpulsmessungen. Das Fluoreszenzsignal von Ethanal und 4-Methylanisol war nicht ausreichend. Die luftseitigen Transfergeschwindigkeiten und der Einfluss der Löslichkeit auf den Transfer konnten jedoch aufgrund von Unsicherheiten durch zu hohe Fluoreszenzdynamik an der Grenzfläche und Mehrfachreflexionen innerhalb der ersten 10 mm nicht abschließend bewertet werden.
date: 2011
type: Dissertation
type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
type: NonPeerReviewed
format: application/pdf
identifier: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserverhttps://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/12105/1/Dissertation_renewinter.pdf
identifier: DOI:10.11588/heidok.00012105
identifier: urn:nbn:de:bsz:16-opus-121055
identifier:   Winter, René  (2011) Fluorescent Tracers for air-sided Concentration Profile Measurements at the Air-Water Interface.  [Dissertation]     
relation: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/12105/
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language: eng