自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度(II)

 介绍了利用自发Raman散射光谱测量低压气流组分绝对浓度的方法，在流动状态下得到了不同压力下的自发喇曼散射光谱，检测最低压力为133帕；对于含N₂氧气流在已知N₂浓度时实时标定检测了O₂的绝对浓度，测量误差小于8%。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a1Δ）产率

 利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O₂(¹Δ)发生器流场组分，得到了发生器气流中O₂(¹Δ)和 O₂(X³Σ)以及N₂的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O₂(¹Δ)产率，测量误差不超过8%。     

氢、碳氢燃料对向扩散火焰

对氢、正烷烃碳氢燃料与氧的对向扩散火焰,其中正烷烃包含了在工业用燃料中广泛应用的C_nH_2n+2正烷烃CH₄～C1₆H₃₄,对这些燃料的火焰结构进行了分析和比较,系统地分析了压力和拉伸率对火焰行为和热释放率等的影响,其中包含了2115个组分8157个可逆反应．研究结果表明,所有燃料的火焰厚度和热释放率与压力和拉伸率的乘积的平方根成线性关系．在相同工况下,氢的火焰厚度总是大于所有的碳氢燃料,而CH₄～C1₆H₃₄所有的碳氢燃料在相同工况下总是具有几乎相同的燃烧温度分布、燃烧产物分布、火焰厚度和热释放率,该结果表明由这些碳氢燃料组成的混合燃料具有同样的火焰特性.     

分子过滤瑞利散射技术测量火焰温度和密度

 为了解决瑞利散射光易受米散射和背景杂散光干扰的问题,发展了结合窄线宽激光器、分子过滤器以及像增强器等技术的分子过滤瑞利散射技术。在图像诊断的基础上,依据测量的碘蒸气吸收光谱曲线,对CH₄/air预混火焰进行了诊断,获得了密度场和温度场分布。距炉面15 mm火焰中心区域处,分子过滤瑞利散射(FRS)技术测量的温度为1 827 K±84 K,密度为0.19 kg/m³,其测温结果与CARS法的测温结果基本吻合。最后分析了FRS技术测温不确定度。实验表明FRS技术具有较高的信噪比,可以定量测量温度和密度信息,有望应用于超音速燃烧流场、紊流场等复杂流场的诊断。     

反应溅射a-SiCxNy∶H薄膜特性

利用射频反应溅射技术在室温下制备了氢化非晶硅碳氮薄膜(a-SiC_xN_y∶H),通过红外透射谱(IR),光吸收谱［α(λ)］,电子自旋共振谱(ESR)和电导率(σ)等测试手段,研究了薄膜的结构和光电特性.在固定甲烷流量γ_CH4=3%,氢气流量γ_H2=12%的情况下,改变氮气流量γ_N2=(0—14)%,综合研究了暗电导率σ_d<     

单脉冲喇曼散射技术测量高压燃烧场组分浓度

介绍了自发喇曼散射技术的基本原理、实验方法及对高压燃烧场的测量结果。利用Nd:YAG激光的三倍频输出激发振动喇曼散射,在单脉冲条件下测量了高压模拟燃烧室内不同化学配比条件下以氢气-空气预混燃烧场为主要组分(N2,O2,H2O,H2等)的喇曼光谱,获得了主要组分浓度随燃烧时间、燃烧场压力的变化规律。实验中利用偏振技术有效地提高了信噪比。通过优化激光光束形状及光路设计避免了等离子体光谱对喇曼信号的干扰。     

对典型多通道反应H+CH3OH的模式特异动力学研究

H+CH₃OH作为典型的多通道反应,在燃烧和星际中起着重要的作用. 本文基于在UCCSD(T)-F12a/AVTZ水平上计算的大量数据点,构建了该体系的全维精确势能面,并基于该势能面,研究了不同产物通道的模式特异动力学. 结果表明,O-H 伸缩、沿C-O轴的扭转以及C$-$H伸缩等模式的振动激发对H₂+CH₃O、H₂+CH₂OH、H₂O+CH₃和H+CH₃OH四个产物通道有着不同的影响. 该研究有助于理解具有多个产物通道的复杂反应的模式特异动力学,进而帮助控制其竞争反应.     

氯化苯并咪唑镧的荧光光谱

对新合成的化合物氯化苯并咪唑镧HCl₄·[C₇H₆N₂(H₂O)₂]₂La及其LaCl₃·5H₂O的水溶液进行了三维荧光光谱测定,讨论了HCl₄·[C₇H₆N₂(H₂O)₂]₂La在不同波长的光激发下的荧光特性,荧光强度与浓度的关系及标题化合物的上转换荧光,即在540nm绿光的激发下可以获得紫外光(290nm)和近紫外光(360nm).     

石墨炔作为氢气提纯膜

用分子动力学模拟方法研究了石墨炔膜对H₂/O₂、H₂/N₂、H₂/CO和H₂/CH₄混合气体的选择渗透性．在0.047～4.5 GPa的压强下,氢气可以快速穿过石墨炔膜,而所有的O₂、N₂、CO和CH₄分子都被石墨炔膜阻塞．压强为0.047 GPa时,氢气穿过石墨炔膜的流量为7 mol/m²s．氢气流量随着压强的增加而升高,在1.5 GPa下达到峰值6×105 mol/m²s．与其他已知的氢气分离膜相比,模拟结果表明石墨炔可能具有高选择性和高通过性的最好的平衡．     

自发喇曼成像法在线测量流场组分浓度

 介绍了自发喇曼成像技术实时监测流场组分浓度的方法,利用Nd：YAG脉冲激光器以及ICCD和光谱仪对大气进行了不同实验条件的测试,得到了影响谱线强度及测试精度的几个因素;得到了大气流场各主要成分的自发喇曼散射光谱和绝对浓度,测量误差小于8%。该技术可望在氧碘化学激光器单重态氧发生器物种浓度测定时得以应用以改善O₂(¹Δ)浓度测试精度较低的现状。     

利用拉曼散射测量燃烧场的组分浓度及温度

介绍了利用拉曼散射测量燃烧流场温度及组分浓度的物理方法和实验测量结果。利用可调谐KrF准分子激光激发振动拉曼散射（VRS）测量了甲烷－空气燃烧火焰内不同空间的主要组分分子（CH4、N2、O2、H2O等）浓度及温度,测量误差小于10％;另外用N2的拉曼谱拟合测量了火焰的温度,测量精度高于5％。在实验中采用了偏振技术及波长调谐提高了信噪比和测量精度。     

四—（对—羟基苯基）卟啉在水／三氟乙酸溶液中J—聚集的光谱研究

本文研究了四－（对－羰基苯基）卟啉（ＴＣＰＰ）在Ｈ２Ｏ／ＣＦ３ＣＯＯＨ、Ｈ２Ｏ／ＣＣＩ３ＣＯＨ和Ｈ２Ｏ／ＣＨ３ＣＯＯＨ溶液中的ＵＶ－Ｖｉｓ吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱。实验表明,ＴＣＰＰ在Ｈ２Ｏ／ＣＨ３ＣＯＯＨ和Ｈ２Ｏ／ＣＣＩ３ＣＯＯＨ溶液中以分子态的Ｎ－质子化卟啉Ｈ８ＴＣＰＰ＾２＋存在,而在Ｈ２Ｏ／ＣＦ３ＣＯＯＨ中则形成Ｈ８ＴＣＰＰ＾２＋的Ｊ－聚集体。Ｊ－聚集体显示,ＵＶ－Ｖｉｓ吸收光谱和荧光光     

煤油燃烧场主要组分浓度测量

利用自发振动拉曼散射技术测量了煤油燃烧场主要组分的摩尔分数。基于355nm激光激发振动拉曼散射建立了自发拉曼散射实验系统,测量了空气中主要组分的摩尔分数,分析了该技术的测量精度;测量了煤油蒸气在355nm激光激励下产生的荧光光谱,分析了荧光信号对拉曼信号的干扰;对不同燃烧条件下的煤油燃烧场进行了诊断,获得了贫油条件下煤油燃烧场主要组分(N2,O2,H2O,CO2等)的拉曼光谱,计算了组分摩尔分数及其随燃烧时间的变化规律。     

Determination of temperature and concentrations of main components in flames by fitting measured Raman spectra

The procedure of deriving flame temperature and major species concentrations by fitting measured Raman spectra in hydrocarbon flames is described. The approach simplifies the calibration procedure to determine temperature and major species concentrations from the measured Raman spectra. The calculations of the Raman spectra are performed using data online positions and cross sections from the current literature. Utilizing all spectral information for deriving temperature and major species concentrations substantially increases accuracy, while interferences can easily be detected and filtered out of the measured spectrum. Temperatures from the separate Raman spectra of N₂, H₂O, O₂, CO₂ and CO are systematically compared with each other over the span of more than 1,700 K. The agreement between them is generally better than 100 K. The developed procedure also allows us to determine the mole fractions of the major species with absolute accuracy of ±10 %.     

CH_4/CO_2反应对微细腔内CH_4/H_2O镍基催化重整反应的影响

本文针对微细腔内在Ni/α-Al_2O_3催化作用下,存在CH_4/CO_2反应时,数值研究了在不同的水碳比,不同的进口甲烷质量组分Rm,不同的进口流量与微细腔壁温下甲烷/水蒸气催化重整反应特性.结果发现,微细腔中存在CH_4/CO_2反应时,CH_4/H_2O催化重整反应中CO_2和CO的产生变化情况比其它反应机理下有较大的变化.随着水碳比增大,H_2和CO_2质量分数有所增大,而CO质量分数先增加后又明显地降低,并出现CO_2质量分数从小于CO质量分数变化到大于CO质量分数;增大Rm,能使反应更充分的发生,反应物的转化率,生成物的质量分数都有提高,并随着Rm的增加,生成产物中CO_2质量分数大于CO的质量分数时对应的水碳比临界值减小,在Rm为O.05、0.1、0.15时,对应的水碳比临界值分别为2.0、1.8和1.6;而混合物进口质量流量增加,反应物的转化率、生成物的产物含量都有不同程度的降低;但壁面温度的增加,反应速率有较大提高,能较明显提高反应物转化率.     

多孔介质内反应气的化学和热质非同性传递过程特性

针对集成板式固体氧化物燃料电池,建立了数学物理模型,分析阳极侧多孔支撑层内富氢气体的内重整反应传递过程特性.讨论了操作温度、入口处H2O:CH4比值以及多孔材料的孔隙率对甲烷蒸汽重整转换率和氢气的生成量的影响,得到了在电池的一定运行工况范围内比较有利的反应条件.     

乙醇煤油混合燃料热解特性实验研究

本文实验研究了乙醇、煤油及其混合物的热解特性.利用气相色谱测量了其中氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳的浓度.实验结果表明,燃料的热解率随温度的增加而增加.热解形成的气体中,乙醇热解得到的氢气浓度高于煤油,而甲烷和乙烯的浓度低于煤油.掺混乙醇后的煤油混合燃料热解时形成的氢气浓度随乙醇含量的增加而增加,对于在超燃冲压发动机中采用在煤油中添加一定量的含氧燃料(如乙醇、甲醇等)来解决着火和稳定燃烧问题具有很好的潜在优势.     

Study of far-infrared reflection and Raman scattering spectra in reactive ion, etched ZnTe

Far-infrared reflection and Raman scattering measurements have been carried out on reactive ion, etched p-ZnTe samples. The averaged thickness of the surface damaged layer is found to be in the range of 1.0－1.5μm, and the, etch-induced defect density is in the order of 10^{18}cm^{-3}. The Raman intensity ratio between the second-order Raman peaks and the first-order longitudinal optical phonons reveals an increase trend with the radio frequency (rf) power. With the aid of related theories, we discuss the effects of the rf plasma power and the concentration of CH_4/H_2 on the damage, disorder, and the second-order Raman structures in p-ZnTe samples.     

宽带相干反斯托克斯喇曼散射法诊断固体燃剂燃烧场

 报道了采用单次脉冲非稳腔空间增强探测 相干反斯托克斯喇曼散射（USED CARS）技术诊断常压下固体燃剂瞬态燃烧场温度和氮气浓度。采用宽带USED CARS技术，在固体燃剂瞬态燃烧场获得了较高信噪比的单次激光脉冲氮气Q支CARS实验谱，用CARS理论计算软件拟合CARS实验谱，给出了固体燃剂瞬态燃烧场温度和氮气浓度在不同高度的分布，固体燃剂燃烧场温度约2 250K、氮气相对浓度16%～20%。