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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
混合比和燃烧组分浓度测量系统的原理和设计(英文)   总被引:1,自引:0,他引:1  
研制了一套新型测量系统,系统由YGA激光器、染料激光器、晶体组、CCD摄像机、图像处理系统和附件等组成.与反斯托克斯拉曼散射、激光诱导荧光、平面激光诱导荧光和拉曼散射系统相仿,该系统具有测量燃烧组分浓度的功能.此外,它还可以测量喷嘴氧化剂和燃料的混合比分布,测量参数是给定时间内给定区域的统计值.系统已经成功用于液体火箭发动机气/气喷嘴、气/液喷嘴和液/液喷嘴喷雾场混合比分布特性研究,并已用于CO、CO2、No、NO2、OH和H2O(g)等燃烧产物组分的浓度测量,这种新系统将成为液体火箭发动机工作过程研究的有力分析工具.  相似文献   

2.
燃烧场参数的激光诊断技术研究   总被引:11,自引:5,他引:6       下载免费PDF全文
 介绍了燃烧场参数的激光诊断技术的研究进展,给出了用自发拉曼散射、激光诱导荧光、相干反斯托克斯拉曼散射法诊断燃烧场温度和组分的实验系统和部分实验结果,单次测量火焰的温度和组分浓度相对误差小于10%;利用平面激光诱导荧光技术获得了稳定燃烧场二维OH荧光图像,并分析了激光作用区域火焰二维温度场的分布。  相似文献   

3.
煤油燃烧场主要组分浓度测量   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
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。  相似文献   

4.
应用CFD方法对新型液体火箭发动机燃烧过程进行全尺寸数值模拟。首次有针对性地系统得出了混合比、液氧喷雾初始尺寸分布、缩进区液氧蒸发质量对氢氧火箭发动机燃烧振荡的影响规律,评估了1轮毂3径向喷嘴隔板抑制燃烧振荡的效果,并对氢氧、液氧/甲烷两种火箭发动机的燃烧不稳定性特征进行了对比分析。结果表明:存在某一特定的混合比、喷雾液滴直径、缩进区液氧蒸发质量敏感区间,易导致不稳定燃烧;喷嘴轮毂隔板可很好地抑制燃烧振荡;氢氧、液氧/甲烷燃烧分别以高频和低频压力振荡为主。  相似文献   

5.
首先简述了气液同轴式喷嘴的试验现象。在一定的工作条件下,同轴式喷嘴会产生啸叫,随气、液喷注压降的连续变化,啸叫会周期地产生和消失。通过对试验现象的分析,又提出了喷嘴啸叫的声学模型:喷嘴的自激振荡是环形通道中气流与液体喷嘴气涡共振的结果。声学模型能很好地解释冷态试验现象。最后,将喷嘴自激振荡的现象与模型和液氢液氧火箭发动机的不稳定燃烧的热试结果进行了比较。声学模型能较好地解释热态试车的主要结论。以同轴式喷嘴为喷注器的液氢液氧火箭发动机的高频不稳定燃烧现象有可能是喷嘴自激振荡引起燃烧室中压力振荡的结果。  相似文献   

6.
陈锐  周霖 《应用光学》2006,27(5):455-459
对激光诱导荧光(LIF)光谱技术在燃烧过程中的应用进行研究,介绍测量燃烧过程中常见自由基OH和NO的LIF光谱的实验方案,以及采用激光诱导荧光光谱技术测量小分子荧光光谱的方法,利用YAG激光器、染料激光器、CO2激光器、光谱仪、ICCD等设备对燃烧产物中常见小分子自由基OH和NO进行了测量,从实验中得到了自由基OH和NO的荧光光谱。实验结果表明,荧光光谱与激发波长无关,但是激发波长改变后,荧光强度因离开最佳波长而有所下降,这符合分子荧光光谱的特征。与其他光谱技术相比,激光诱导荧光光谱技术具有极高的选择性和灵敏度。  相似文献   

7.
激光光谱燃烧诊断技术由于测量的非介入性、高分辨率和高灵敏度,成为了燃烧科学中的研究热点.文中综述了自发拉曼散射技术(VRS)、相干反斯托克斯拉曼散射技术(CARS)和平面激光诱导荧光技术(PLIF)的原理、方法、特点及其发展现状.并展望了它们在燃烧科学中的应用前景.  相似文献   

8.
利用拉曼散射测量燃烧场的组分浓度及温度   总被引:6,自引:0,他引:6  
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。  相似文献   

9.
针对自发拉曼散射技术应用于实际燃烧场参数测量时面临的主要技术难题,采用XeF(C-A)激光作为激励光源,开展了自发拉曼散射技术实验研究。通过分析拉曼散射过程对光源参数的要求,优化了XeF(C-A)激光器部分参数,建立了自发拉曼散射诊断系统,实现了气体介质主要组分浓度在线测量,对比了XeF(C-A)激光与主流激光作为拉曼散射光源的优缺点。结果表明:与现有主流光源相比,具有脉冲能量大、微秒级脉宽,位于可见光波段等特点的放电抽运XeF(C-A)激光非常适合用作自发拉曼散射激励光源。  相似文献   

10.
研制了一套拉曼激光发激光诱导电子荧光空气流场测速系统,利用Nd:YAG激光器的二次谐波及其抽运的氧气受激拉曼散射作为标记光源,以ArF准分子激光作为荧光再现光源,并用像增强CCD摄像机(ICCD)记录荧光图像,成功地获得了纯氧及空气中的标记线的荧光图像,并进行了氧气喷流速度测量的初步研究。  相似文献   

11.
研究了封闭圆柱石英腔中化学计量CH4:O2混合气的燃烧试验。使用了非定域脉冲HF激光触发和直接使用脉冲CO2激光器助燃两种引燃方法。第二种引燃方法是使用小剂量的可以强烈吸收脉冲CO2激光辐射的sF6来加热易燃混合气。研究了燃烧过程,并确定了燃烧辉光的谱线特征。试验表明,即使在小体积反应器中,固定数量反应气的快速激光加热也能够极大地加速燃烧进程并达到混合气燃烧的爆炸模式。得到了阈值情况下沿腔轴的初始温度分布。  相似文献   

12.
The understanding of periodic flame instabilities belongs to the major challenges in modern combustion research and technology and is of special importance for lean premixed gas turbine combustion. This paper presents experimental investigations in a gas turbine model combustor using laser diagnostic techniques. A partially premixed CH4/air flame operated at a thermal power of 10 kW at atmospheric pressure and an overall equivalence ratio of 0.75, which exhibited thermoacoustic oscillations at a frequency of 290 Hz, was investigated. Phase-locked laser Raman scattering was applied in order to determine the major species concentrations, temperature, and mixture fraction. In addition, laser Doppler velocimetry (LDV) was used separately for the measurement of the axial and radial velocity components. The measurements revealed pronounced phase-dependent variations of the velocity and the temperature, species, and mixture fraction distributions. The combined Raman and LDV results also enabled the determination of molecular species fluxes which showed that the fuel and air supply rates both varied during an oscillation cycle by ±33% but with a phase shift of 80 between them. The correlations between temperature and mixture fraction revealed strong deviations from equilibrium composition and temperature, and their phase-dependent changes reflected the transport and mixing processes near the nozzle. The emphasis of the paper lies on the demonstration of the potential of phase-locked laser Raman scattering for the study of phenomena of periodic flame instabilities. PACS 33.20; 39.30; 47.27; 47.70; 82.33; 82.40  相似文献   

13.
自发喇曼散射技术对燃烧场的诊断   总被引:3,自引:2,他引:3       下载免费PDF全文
 介绍了利用Nd:YAG激光的三倍频激发自发振动喇曼散射技术对燃烧场的诊断及相关的实验原理,测量了不同配比条件下的CH4-air预混火焰内的主要组分(N2,O2,H2O,CH4)及其相对浓度;并分别用分子浓度测温法和斯托克斯谱与反斯托克斯谱强度比法测量了火焰的温度;还对该技术测温、测浓度的不确定度进行了分析。将该技术应用到对复杂的固体燃剂燃烧场的诊断,取得了燃烧场中几种主要燃烧组分(N2,H2CO,CH4,H2O)的喇曼光谱,以及这些组分在燃烧过程中的变化信息。  相似文献   

14.
开发了一套基于激光拉曼散射的多通道气体光学检测系统,应用于空气中主要组分的摩尔分数定量测量.针对性的设计了532 nm激光脉冲展宽器,能有效地避免脉冲激光在高能量状态下造成气体裂解、石英玻璃损伤等现象的发生,提高了气体拉曼散射的信噪比.在实验室环境压力和温度下,对气体样池内空气进行了长66 mm×直径1 mm激发区域同步10通道(每通道长约6.6 mm)的拉曼散射实验.得到了各通道下氧气(O2)和氮气(N2)的拉曼光谱和摩尔分数,及O2相对于N2的相对响应因子RO2.完成了26次重复性实验,每次为200个激光脉冲激发自发拉曼光谱的累加.结果表明,各通道间计算的平均的氧摩尔分数x-O2和相对于氮气的相对响应因子-RO2的标准偏差分别为0.015和0.024,但它们的平均值与10通道合并方式下的实验结果完全相同,准确率达98%,完全满足实时地并具有时空分辨力的定量测量混合气体摩尔分数的要求.该系统可满足于各种动态燃烧过程的光谱检测与分析.  相似文献   

15.
Laser induced Raman and fluorescent measurements were made in the exhaust of a gas turbine engine with a new field portable instrument devised specifically for gas turbine exhaust measurements. The gas turbine exhaust was analyzed by conventional instruments for CO, CO2, NO, NOx, total hydrocarbons, smoke and temperature, and these data were used as a ‘calibration’ standard for the evaluation of the laser Raman instrument. Results thus far indicate good correlations for CO2, O2, smoke, hydrocarbons and temperature. The instrument was not sensitive enough for NO detection but the data analysis indicates that 100 ppm may be detectable with instrument improvements. CO analysis was not attempted, but it is expected that CO could be detected with further research. NO2 (or NOx) was not attempted because theoretical and experimental laboratory analysis indicated severe interference with CO2. The conclusion was that laser Raman shows a good potential for aircraft gas turbine emission analysis.  相似文献   

16.
17.
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。  相似文献   

18.
CO是碳氢燃料不完全燃烧的重要产物,常常被作为反应燃烧效率的标志物,燃烧场CO组分浓度的精确测量对提高燃烧效率、减少污染物排放具有重要意义。离轴积分腔输出光谱(OA-ICOS)是一种利用物质对激光的特异性吸收,实现对该物质分析和测量的技术,具有非接触、稳定和高灵敏度等优点。针对燃烧场CO浓度低,背景信号干扰强等特点,采用分布反馈式(DFB)激光器搭建基于离轴积分腔输出光谱的CO浓度测量系统,通过直接吸收光谱的测量方法实现对高温燃烧场CO浓度测量。利用仿真模拟的方法,在所用激光器中心波长的附近选出了常温下谱线强度较为突出,高温下不受其他燃烧产物干扰的第一泛频带R(10)吸收谱线。通过固定光程池对比吸光度的方法标定了OA-ICOS系统的有效光程;通过比较不同扫描频率下吸收谱线的信噪比和线型拟合残差标准差,得到最佳波长扫描频率;通过测量不同浓度CO混合气体的吸收信号分析了系统误差。探究了不同燃烧情况下CH4/Air预混平焰炉上CO的产生情况,根据燃烧场测量区域温度分布情况描述了温度分布不确定度对CO测量结果的影响。当量比为1.0时,在10 ms的测量时间分辨率下,噪声等效灵敏度(NEAS)为3.67×10-7 cm-1·Hz-1,系统测量误差小于4.5%,燃烧场测量区域温度分布不确定度带来的CO浓度测量不确定度为5.6%。改变当量比从0.8到1.2时,得到平均温度变化范围为1 275~1 368 K,CO浓度变化范围为0.041%~1.57%。研究发现随着当量比的提高,燃烧场温度和CO浓度均呈上升趋势。实验结果表明将离轴积分腔输出光谱技术应用于燃烧场气体参数测量具有信噪比高、检测灵敏度高等优点,可以实现痕量气体组分浓度的精确测量。  相似文献   

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