06 Fakultät Luft- und Raumfahrttechnik und Geodäsie
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Item Open Access Measurement of soot precursor particles under atmospheric and low pressure conditions by means of time-of-flight mass spectrometry(2009) González Baquet, Tania; Aigner, Manfred (Prof. Dr.-Ing.)During the last decades a great progress has been achieved in the understanding of the combustion of hydrocarbons. The gas phase reactions governing the first steps in the combustion process are well understood. The existing models describing the growth of soot particles and the formation of soot aggregates are widely accepted, as well. However, the so-called inception, i.e. the mechanism leading to the formation of the first solid particles from gas phase molecules, is still a controversial issue. This is mainly due to the lack of adequate experimental techniques capable of detecting particles in the low nanometer range like those created in the nucleation process in flames. At present most of the combustion models stress the importance of PAH formation and growth in the soot formation process. Other models, however, propose a soot formation mechanism based on the formation of large three dimensional structures without crystallinity. In the present work, the detection and characterization of soot precursor particles, as transition species between gas phase molecules and solid soot particles in the combustion process, is attempted by means of mass spectrometry. To this end a ”custom-built” reflectron time-of-flight mass spectrometer of high sensitivity and with a large mass range is used. Measurements are carried out in different premixed ethylene laboratory flames at different pressures and in a wide range of stoichiometries. Additionally, the exhaust of a gasoline and a diesel engine is investigated. These measurements require the development of a sampling technique capable of transporting the sample from atmospheric conditions to the high vacuum of the mass spectrometer. The resulting fast pulsed sampling system minimizes undesirable sampling line effects while it enables the generation of an optimized molecular beam. Photo ionization of the sample is provided by an excimer laser. The main findings of this work can be summarized as follows: 1. Different types of soot precursor particles can coexist in the flame. For the first time two different types of soot precursor particles with diameters ranging from approximately 1 to 5 nm have been simultaneously detected. The different soot precursor particle modes, in the following referred to as mode A and mode B, show different features. Thus, the existence of at least two different types of soot precursor particles is postulated. Mode A particles are found in a wide range of flame stoichiometries. They are characterized by an ionization order close to two and show a fragmentation threshold of around 0.12 MW/cm2. These particles are considered amorphous, more characteristic of low temperature flames and associated to the soot precursor particles described by D’Alessio et al.. Mode B particles are only observed in a limited stoichiometric range associated with rather high flame temperatures. Mode B particles show an ionization order close to one and a relatively high fragmentation threshold close to 2.24 MW/cm2. These particles are considered to be similar to the ones described by Dobbins et al., i.e. stacks of planar PAHs. 2. Soot precursor particles, although considered to be very reactive, can survive the flame and be emitted. 3. Soot precursor particles are found in significant amounts only at flame stoichiometries above the soot threshold. The lower stoichiometric limit for particle generation is still an issue discussed in the combustion community. All results of this study indicate that the onset of particle formation takes place at flame stoichiometries close to the soot threshold. Consequently, the emission of soot precursor particles seems not to be an outstanding problem in the case of gasoline combustion engines, since the latter work under fairly stoichiometric burning conditions and are characterized by a homogeneous fuel-mixture. This is confirmed by the measurements carried out in the exhaust gas of a gasoline generator. Conventional diesel engines work under globally lean burning conditions but are characterized by a heterogeneous fuel-mixture. Consequently, high particle emissions are expected. The measurements carried out in the exhaust gas of a diesel generator, however, show negligible soot precursor particle emissions. In this case soot precursor particles are oxidized due to the excess of oxygen in the exhaust gas. Soot precursor particle losses due to coagulation with soot particles are also expected. This work demonstrates the utility of time-of-flight mass spectrometry for the detection and study of soot precursor particles. The experimental data presented in this thesis provide new information about the transition region between gas phase molecules and soot particles in the combustion process. This improves the understanding of the soot formation process and stimulates the revision of current combustion models.Item Open Access Untersuchungen zur Chemie-Turbulenz-Wechselwirkung an eingeschlossenen verdrallten Erdgas/Luft-Diffusionsflammen : laserspektroskopische Bestimmung der Temperatur- und Speziesverteilungen mit Einzelpulsanregung(2002) Keck, Olaf; Aigner, Manfred (Prof. Dr.-Ing.)Verdrallte Flammen spielen in der industriellen Verbrennung aufgrund der effektiven Mischung von Brennstoff und Oxidator eine besondere Bedeutung. Allerdings beschreiben heutige Standard –Algorithmen die komplexen Vorgänge innerhalb verdrallter Flammen nur unzureichend für eine detaillierte Simulation und müssen weiterhin verbessert und durch experimentelle Ergebnisse validiert werden. Gegenstand dieser Arbeit ist die detaillierte und quantitative Charakterisierung praxis-relevanter Erdgas/Luft-Diffusionsflammen (150kW) mit laserspektroskopischen Messmethoden. Die gemessenen Datensätze dienen einerseits dem verbesserten Verständnis der komplexen physikalischen und chemischen Abläufe in verdrallten Flammen und andererseits als Datenbasis für die Validierung von Verbrennungsmodellen. Untersuchungen mit planarer Laser-induzierter Fluoreszenz an OH und an NO, welches dem Erdgas als Brennstoffindikator hinzugefügt wurde, lieferten zusammen mit Chemilumineszenz-Aufnahmen wichtige Informationen über die Strukturen der Reaktionszonen, der Mischung und des allgemeinen Flammenverhaltens, die für die spätere Interpretation der Verbrennungsvorgänge von großer Bedeutung sind. Der Hauptteil der experimentellen Untersuchungen bestand aus Einzelpulsmessungen der spontanen Raman-Streuung, mit denen korrelierte Ergebnisse über die Temperatur, Konzentrationen der Hauptspezies und dem daraus abgeleiteten Mischungsbruch gewonnen werden konnten. Es wurden an drei Flammenkonfigurationen unterschiedlicher Drallzahl die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen (PDFs) der Temperatur, des Mischungsbruches und der Speziesverteilung gemessen, aus denen neben den Mittelwerten und Fluktuationen auch Korrelationen zwischen den Messgrößen abgeleitet werden konnten. Diese Ergebnisse lieferten einen genauen Aufschluss über die Struktur und den thermochemischen Zustand der Flamme und deckten Effekte auf, die durch Mischprozesse, Chemie-Turbulenz-Wechselwirkung und Wärmeverluste hervorgerufen wurden.Item Open Access Experimentelle Untersuchungen und Analyse zum Einfluss der Brennstoffzusammensetzung auf das Zündverhalten von gasturbinen-typischen Vormischbrennern(2009) Koch, Andreas; Aigner, Manfred (Prof. Dr.)In stationären Gasturbinen ist wegen der strengen Emissionsvorgaben insbesondere der Stickoxide die magere Vormischverbrennung weit verbreitet. Die gute Vermischung von Brennstoff und Luft vor der Verbrennung reduziert lokale Flammentemperaturen und damit die Bildung von Stickoxiden. Gleichzeitig ist dieses System jedoch anfällig für Flammenrückschläge und Selbstzündung. Beide Prozesse können zu Schäden oder gar der Zerstörung der Brenner führen.Ziel der vorgestellten Arbeit ist es, den Selbstzündprozess besser zu verstehen und einen Beitrag zur Vorhersage von Selbstzündungen zu leisten. Der Einfluss der Gaszusammensetzung auf den Zündprozess ist dabei von zentraler Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wurde der Selbstzündprozess in Hochdruckexperimenten unter gasturbinen-relevanten Bedingungen untersucht. Für die Messungen wurde ein generischer Brenner mit seitlicher Eindüsung des Brennstoffes von etwa 450 K und in variierter Zusammensetzung eingesetzt. Die Vormischzone des Brenners war optisch zugänglich. Die Selbstzündung wurde durch Erhöhung der Vorwärmtemperaturen hervorgerufen und durch eine Hochgeschwindigkeitskamera aufgezeichnet. Mit dieser Methode wurden Selbstzündungen für Drücke zwischen 5 und 30 bar sowie Vorwärmtemperaturen der Luft zwischen 800 und 1150 K erfasst. Der Einfluss der Gaszusammensetzung wurde durch die Zugabe von bis zu 25 Volumenprozenten Propan zu Erdgas vom Typ H untersucht. Über eine detaillierte Analyse der beteiligten chemischen Reaktionen, insbesondere für die längerkettigen Kohlenwasserstoffe, konnten die wichtigsten Spezies und Reaktionspfade der Oxidation längerkettiger Kohlenwasserstoffe identifiziert werden. Basierend auf den durchgeführten Experimenten und der begleitenden Studie des Reaktionsverlaufes wird eine Methode vorgestellt, die es erlaubt, den Einfluss der Turbulenz auf die Selbstzündung zu beschreiben. Da hierzu eine möglichst exakte Beschreibung der Vermischung innerhalb der turbulenten Strömung notwendig ist, wurde die Mischströmung aus Brennstoff und Luft mithilfe von Laserinduzierter Fluoreszenz (LIF) vermessen. Die Ergebnisse dieser Messungen erlaubten eine Validierung der numerischen Simulation der Mischströmung und die Ermittlung des meist geeigneten Modells im Hinblick auf die Rechendauer und die Übereinstimmung von Experiment und Simulation. Im Experiment sank die Luftvorwärmtemperatur, bei der erstmalig Zündungen im Mischkanal auftreten, mit zunehmendem Druck, erhöhte sich die Luftvorwärmtemperatur mit zunehmender mittlerer Strömungsgeschwindigkeit im Kanal und sank mit zunehmendem Äquivalenzverhältnis. Fügte man bei gleichem Äquivalenzverhältnis Propan zum Erdgas hinzu, so sank die für die Zündung notwendige Vorwärmtemperatur der Luft. Diese Abhängigkeit der Selbstzündung von Druck, Temperatur und Zusammensetzung bestätigt die Vorhersagen des betrachteten Reaktionsmechanismus in Hinblick auf die Zündverzugszeiten homogener Gemische. Im turbulent durchströmten Mischkanal sind die chemischen Reaktionen vom Mischungsprozess überlagert. Diese Wechselwirkung bestimmt neben dem Mischungsgrad die Temperatur und Zusammensetzung orts- und zeitabhängig im Mischkanal. Aus der Berechnung der Zündverzugszeiten für verschiedene Kombinationen von Gaszusammensetzung und Temperatur im Mischkanal lässt sich ein schnellstzündendes Gemisch aus Brennstoff und Luft in Abhängigkeit der Eintrittsbedingungen der beiden Teilströme ableiten. Das schnellstzündende Gemisch wird von den Eintrittsbedingungen von Luft und Brennstoff, insbesondere deren Eintrittstemperatur bestimmt. Die längerkettigen Kohlenwasserstoffe mit ihren besonderen Charakteristika in der Niedertemperaturoxidation, die als "cool flames" und "negative temperature coefficient (NTC)" bezeichnet werden, zeigen große Variationen in der Zusammensetzung der schnellstzündenden Mischung aus Brennstoff und Luft. Die Anwendung des vorgestellten Reaktionsmechanismus demonstriert, dass insbesondere die Wahl der Eintrittstemperaturen im Verhältnis zum Temperaturbereich des NTC-Verhaltens bestimmen, ob ein fettes oder mageres Brennstoff-Luft-Gemisch schneller zündet. Hieran wird der Hauptunterschied der Zündeigenschaften von Methan und längerkettigen Kohlenwasserstoffen deutlich. Diese Unterschiede führen bei längerkettigen Kohlenwasserstoffen im Niedertemperaturbereich, der typischerweise unterhalb von 900 K liegt, zu sehr viel kürzeren Zündverzugszeiten. Sowohl experimentell als auch numerisch konnte der Einfluss der längerkettigen Kohlenwasserstoffe auf die Selbstzündung belegt werden. Die Selbstzündung trat dabei im typischen Vorwärmtemperatur- und Druckbereich von Gasturbinenbrennern bei deutlich geringeren Temperaturen auf als dies durch einige der etablierten Reaktionsmechanismen vorhergesagt wurde. Innerhalb der hier vorgestellten Untersuchungen konnte ein Reaktionsmechanismus identifiziert werden, der angemessen die experimentell ermittelten Zusammenhänge zur Selbstzündung beschreibt.Item Open Access Charakterisierung von Nanopartikeln aus Verbrennungsprozessen(2008) Thierley, Marcus; Aigner, Manfred (Prof. Dr.)Nanopartikel sind eine bisher zu wenig untersuchte Stoffgruppe bei Verbrennungsprozessen. Die Existenz der Nanopartikel ist seit vielen Jahren bekannt. Ihre Relevanz wird allerdings seit ein paar Jahren von politischen Gruppierungen hochgespielt, aber auch von unterschiedlichen Forschungsgruppen untersucht. Die Charakterisierung der stofflichen Eigenschaften der Nanopartikel gestaltet sich schwierig. Dies liegt zum einen Teil an ihrer geringen Größe und anderseits am Mangel an Referenzsubstanzen. Auf Grund der Vielzahl von unterschiedlichen Stoffen, die bei der unvollständigen Verbrennung entstehen, wird in dieser Arbeit nicht der Versuch unternommen, die exakte chemische Zusammensetzung der unterschiedlichen Substanzen, die der Klasse „Nanopartikel“ angehören, zu analysieren. Es werden vielmehr die Eigenschaften des Ensembles „Nanopartikel“ mit unterschiedlichen Methoden betrachtet. Die zu untersuchenden Nanopartikelverteilungen werden mit einem Unterdruckbrenner erzeugt. Erstmalig wird zur Bestimmung des Koagulationskoeffizienten ein Strömungsreaktor eingesetzt. Hier wird die chemische Kinetik der Nanopartikel in der Gasphase beobachtet. Die Detektion erfolgt am Ende des Strömungsreaktors durch ein für hohe Massen modifiziertes Flugzeitmassenspektrometer mit Photoionisation. Die so ermittelte Koagulationsrate der primären Nanopartikel ist erheblich geringer, als dies die klassische Aerosolkinetik für Teilchen dieser Größe voraussagt. Somit können Nanopartikel in großer Zahl in die Umwelt emittiert werden, wie dies bereits bei Sgro et al. experimentell nachgewiesen wurde. Für andere Meßmethoden werden am Unterdruckbrenner Kondensatproben gezogen. Hierbei wird die Wasserlöslichkeit der Nanopartikel ausgenutzt. Die wässrigen Proben werden mittels der Größenauschlußchromatographie untersucht, um festzustellen, welche Größe und damit welches Molekulargewicht die gelösten Stoffe haben. Hierbei stellt sich heraus, daß die Größe der gelösten Nanopartikel mit zunehmendem Brennstoffüberschuß abnimmt, die Konzentration leichter Kohlenwasserstoffe erwartungsgemäß zunimmt. Gelöste Substanzen mit hohem Dampfdruck werden separat in einem Fouriertransformationsinfrarotspektrometer auf die darin vorhandenen Bindungstypen untersucht. Der Kohlenstoffgehalt der flüssigen Proben wird bestimmt, wobei zwischen organischen und inorganischem Kohlenstoff unterschieden wird. Je fetter die Verbrennung im Unterdruckbrenner ist, desto mehr Gesamtkohlenstoff ist in den flüssigen Proben enthalten. Der Anteil des organischen Kohlenstoffanteils nimmt somit kontinuierlich zu, der Anteil des inorganischen Kohlenstoffs nimmt mit überschreiten der Rußgrenze ab. Die gemessene Kohlenstoffkonzentration wird auch zur Kalibration des Massenspektrometers eingesetzt. Biologische Untersuchungen der Kondensatproben auf ihre geno- und zytotoxischen Eigenschaften werden dargestellt. Es stellt sich heraus, daß die flüssigen Proben sowohl geno- als auch zytotoxisch sind. Die Toxizität tritt aber nur auf, wenn eine gewisse Kohlenstoffkonzentration in den gelösten Proben überschritten wird. Die gewählten Flammenbedingungen bestimmen somit nur das Maß der Verdünnung, das nötig ist, diese Kohlenstoffkonzentration in den flüssigen Proben zu erreichen. Auswirkungen auf den Menschen sind zu erwarten, sind aber in ihrem Ausmaß bis jetzt unbekannt. Der Vergleich der verschiedenen Meßmethoden führt zur Hypothese, daß es sich um zwei Sorten von Nanopartikeln handelt. Erstere nimmt, unabhängig von der Rußgrenze, mit zunehmenden Luftmangel bei der Verbrennung zu. Diese Partikel weisen in wässriger Lösung eine Geno- und Zytotoxizität gegenüber den verwendeten Bakterienkulturen auf. Die zweite Nanopartikelgruppe wird erst nachweisbar, wenn im Verbrennungsgemisch die Rußgrenze überschritten wird. Diese Nanopartikel bilden wahrscheinlich die Grundlage für die Entstehung von Ruß. Mit dieser neuen Erkenntnis entsteht ein tieferes Verständnis für den Prozeß der Rußentstehung.Item Open Access Untersuchungen zur Strömung und Verbrennung im Einspritzgebiet von LOX/H2-Raketenbrennkammern(2001) Ivancic, Blazenko; Aigner, Manfred (Prof. Dr.-Ing.)Diese Arbeit befaßt sich mit den Problemen, die bei der Modellierung von Raketenbrennkammern auftreten. Die Komplexität der Phänomene, die auch die integralen Leistungsdaten von Triebwerken bestimmen, ist aufgezeigt worden. Aus diesen Erkenntnissen folgt, daß es in naher Zukunft kein Modell oder CFD-Programm geben wird, das vollständige Brennkammern über verschiedene Betriebspunkte und mit versch. Brennkammergeometrien ausreichend exakt berechnen kann. Das ist hauptsächlich ein Problem der Rechnerkapazität, denn die Genauigkeit der Rechnung, d.h. wie detailliert bestimmte Phänomene modelliert werden, aber auch wie fein das Rechengebiet aufgelöst (diskretisiert) wird und natürlich wieviel Zeit benötigt wird bis man eine auskonvergierte Lösung erhält, hängt in erster Linie von der Leistung der Computer ab. In Zukunft werden sich deshalb auf dem CFD-Sektor immer mehr hochparallelisierte Programme durchsetzen, die auf sehr leistungsfähigen Parallelrechnern laufen werden. Folglich ist es abzusehen, daß die Large-Eddy-Simulation in Zukunft immer wichtiger wird. Aber auch hochkomplexe Modelle, die heutzutage nicht verwendet werden können, da sie die Berechnung zu langsam machen, werden immer mehr angewendet werden. Simultan zu den theoret. Aktivitäten der numerischen Simulation von Brennkammern ist es weiterhin mindestens ebenso wichtig, die experimentelle Untersuchung von Raketenbrennkammern voranzutreiben. In dieser Arbeit werden Brennkammeruntersuchungen mittels Schattenaufnahmetechniken, OH- und H2O-Imaging durchgeführt. Experimentelle Datensätze über Spezies- und Temperaturverteilungen in der Flammenregion sind wichtig zum vollständigen Verständnis der physikalisch-chemischen Prozesse in reagierenden Scherschichten. Diese Datensätze wurden mit verschiedenen numerischen Simulationen verglichen. Somit war es möglich die in den Simulationsprogrammen implementierten physikalischen Modelle zu verifizieren bzw. deren Gültigkeitsgrenzen anzugeben.Item Open Access Numerische Beschreibung von dynamischen Brennkammersystemen(2009) Liu, Martin; Aigner, Manfred (Prof. Dr.-Ing.)In der vorliegenden Arbeit wurde mit dem neuentwickelten Berechnungsverfahren DyNe ein Strömungslöser für instationäre, eindimensionale, nicht reagierende Strömungen entwickelt. Ziel war es, durch Kopplung dieses Verfahrens mit einem CFD-Löser für reagierende Strömungen das dynamische Verhalten von Brennkammersystemen zu simulieren. Der 1D-Löser DyNe sollte dabei akustische und strömungstechnische Phänomene in den Luft- und Brennstoffzuleitungen des Brennkammersystems, dem dynamischen Netzwerk, abbilden. Dabei galt es, folgende Forderungen an den Löser zu erfüllen: - Einfacher Aufbau der Netztopologie - Modularer Aufbau, um mit möglichst geringem Aufwand neue Elemente zu generieren - Erfassen eines möglichst weiten Bereiches der Mach-Zahl innerhalb des Netzwerkes - Unabhängigkeit vom zu koppelnden CFD-Lösungsverfahren (URANS, LES, DNS, etc.) für den reaktiven Teil Um den einfachen Aufbau des dynamischen Netzwerks sowie die Modularität zu realisieren, wurde das Programm DyNe unter Berücksichtigung von objektorientierten Ansätzen in der Programmiersprache C erstellt. Jeder funktionelle Abschnitt einer Zuleitung, beispielsweise ein Rohr, eine Düse oder ein Verteiler, wird dabei als ein Element des Netzwerkes mit speziellen Eigenschaften betrachtet. Durch Angabe des oder der vorangehenden Elemente läßt sich das dynamische Netzwerk in wenigen Schritten definieren. Die Möglichkeit der Definition des Netzwerkes durch eine grafische Oberfläche wurde bei der Programmierung bereits berücksichtigt. Dem objektorientierten Ansatz folgend lassen sich neue Elemente sehr effizient erstellen, indem für die Eigenschaften des Elementes neue Funktionen definiert bzw. Eigenschaften bestehender Elemente vererbt werden. Um der Forderung nach möglichst großer Abdeckung des Machzahlbereiches Rechnung zu tragen, wird im Programm DyNe ein speziell für steife Gleichungssysteme entwickelter Differentialgleichungslöser verwendet und die räumliche Diskretisierung mittels eines präkonditionierten Flux Vector Splitting Verfahrens verwirklicht. Damit ist es möglich, DyNe im gesamten Machzahlbereich einzusetzen. Zusätzlich läßt sich eine inkompressible Strömung in DyNe auch sehr effizient durch Lösen der mechanischen Energiebilanz simulieren. Zur Realisierung der Kopplung zwischen DyNe und einem anderen Lösungsverfahren werden lediglich die vier primitiven Variablen Druck, Dichte, Temperatur und Geschwindigkeit ausgetauscht, so dass eine Kopplung praktisch mit allen Lösungsverfahren möglich ist. Programmtechnisch ist der Austausch durch Low-Level Input-Output-Funktionen realisiert, was diese Funktionalität für alle Betriebssystem-Plattformen mit C-Compiler gewährleistet. Im Rahmen dieser Arbeit konnte die Möglichkeit der Bestimmung von Systemantwortfunktionen komplexer Geometrien durch Einsatz des inkompressiblen DyNe-Programmteils dargestellt werden. Die Funktion des kompressiblen DyNe-Programmteils bei der Berechnung von Strömung und Akustik und die Kopplung mit anderen CFD-Programmen konnte durch verschiedene Testrechnungen eindrucksvoll gezeigt werden. Ebenso konnte durch Simulation einer konvergent-divergenten Düse die Eignung von DyNe im gesamten Machzahlbereich belegt werden. Der Mechanismus der Generierung von Schall durch Dichtewellen konnte durch Kopplung von DyNe mit einem kommerziellen Strömungslöser nachgebildet und mit Experimenten erfolgreich verglichen werden. Die Systeminstabilitäten von zwei Modellbrennkammern wurden ebenfalls durch Kopplung des Programms DyNe mit einem kommerziellen, reaktiven Strömungslöser untersucht. Dabei zeigt sich, dass eine Kopplung zwischen 1D- und 2D- bzw. 3D- Rechengebieten nicht nur zu einer besseren Darstellung des Schwingungsverhaltens der Brennkammer beiträgt. Auch das numerisch berechnete Strömungsfeld gibt die experimentell ermittelten Daten deutlich besser wieder, als das ohne Kopplung mit DyNe möglich wäre. Gleichzeitig lassen sich diese Verbesserungen durch die Verwendung von DyNe mit geringem Mehraufwand an Implementierung und Rechenzeit erreichen.Item Open Access H2 Q-Zweig CARS-Thermometrie bei hohem Druck : Untersuchungen zum Einfluss von Linienbreiten(2002) Hussong, Joachim; Aigner, Manfred (Prof. Dr.-Ing.)Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Einflusses der molekularen Linienbreiten auf die Genauigkeit der Temperaturbestimmung mittels Kohärenter Anti-Stokes Raman-Streuung (CARS) an H2 bei hohem Druck. Dieses Lasermessverfahren eignet sich insbesondere für die Charakterisierung der H2-O2 Verbrennung in Raketen-Modellbrennkammern. Die Temperaturgenauigkeit der CARS-Thermometrie basiert im wesentlichen auf den molekularen Linienbreiten des Indikatormoleküles. Raman-Linienbreiten beruhen bei hohem Druck auf Stoßeinflüssen der im Messvolumen vorhandenen Spezies auf das Indikatormolekül und sind darüber hinaus temperatur- und dichteabhängig. In dieser Arbeit wurde eine H2 CARS Apparatur aufgebaut, um Messungen unter bekannten und stabilen Bedingungen durchzuführen, die durch einen Konturfit der CARS-Spektren ermittelte Temperatur mit den Ergebnissen unabhängiger Referenzverfahren zu vergleichen und so die Genauigkeit des untersuchten Verfahrens zu ermitteln. Aufgrund der extremen Eigenschaften (hohe adiabatische Flammentemperatur und Flammengeschwindigkeit) von vorgemischten Hochdruck-Wasserstoff-Sauerstoff-Flammen und den daraus resultierenden technischen Beschränkungen beim Betrieb, wurden Messungen an Wasserstoff-Luft-Flammen durchgeführt. Der hier zusätzlich vorhandene Stickstoff steht dann als weiterer Temperatur-Indikator für die benötigte Referenz mittels der etablierten N2 CARS-Thermometrie zur Verfügung, ist aber auch Stoßpartner für H2 und nimmt somit Einfluss auf die Linienbreiten und die Genauigkeit von H2 CARS. Um den Einfluss des N2 auf H2 CARS separat zu bestimmen, wurden als erster Schritt Zellenmessungen (bis 50 bar) an bimolekularen Mischungen H2-N2 durchgeführt. Danach fanden Messungen (bis 15 bar) an H2-Luft Flammen in einem Hochdruckbrenner für flache, vorgemischte Flammen statt. In beiden Fällen, den Zellenmessungen und den Messungen am Brenner, wurden Übereinstimmungen der H2 CARS-Temperatur mit der Referenz von ca. 2-3% gefunden. Unter Vernachlässigung oder Änderung verschiedener Linienbreitenanteile bei der Auswertung konnte durch theoretische Studien gezeigt werden, dass der Einfluss der Linienbreiten auf die H2 CARS-Thermometrie signifikant ist. Daraus folgt aber auch, dass ein weiterer wichtiger Parameter die Gaszusammensetzung ist, da diese direkt die Linienbreitenverteilung bestimmt. Weiterführende Arbeiten müssen somit auf die gleichzeitigen Aufnahme von CARS Spektren und der Bestimmung der Gaszusammensetzung zielen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass unter Verwendung der korrekten Linienbreitenverteilung, die H2 CARS Thermometrie eine zuverlässige und genaue Methode zur Bestimmung der Temperatur bei Hochdruck-Wasserstoff-Flammen ist.