基于激光誘導(dǎo)熾光法的碳煙測量方法研究.pdf

1、激光誘導(dǎo)熾光(Laser induced incandescence，LII)是碳煙顆粒在受到激光能量激發(fā)后,被加熱到大于2500 K的高溫而發(fā)出黑體輻射的現(xiàn)象。利用激光誘導(dǎo)熾光法測量火焰中的碳煙,具有非接觸、較高的空間和時(shí)間分辨率等優(yōu)點(diǎn),是非常具有前景的碳煙測試手段之一。
　　本文搭建了LII測試系統(tǒng),使用ICCD進(jìn)行拍攝獲取碳煙體積分?jǐn)?shù)與顆粒粒徑的二維分布圖像;利用激光誘導(dǎo)熾光法和高溫雙色法相結(jié)合,對碳煙體積分?jǐn)?shù)進(jìn)行定量測量;

2、利用ICCD延遲拍攝碳煙顆粒熾光衰減信號和熾光物理模型分析得出碳煙粒徑的量化結(jié)果。利用LabTalk語言編程制作了Origin軟件插件,用于LII數(shù)學(xué)模型的計(jì)算、分析與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理;對比討論了LII模型不同熱傳導(dǎo)子模型對于環(huán)境壓力范圍的適用性,分析結(jié)果顯示采用自由分子流區(qū)熱傳導(dǎo)子模型加碳煙聚集體屏蔽效應(yīng)修正的LII模型能夠適用于1-30bar的環(huán)境壓力,應(yīng)用于對兩次延遲拍攝的熾光信號進(jìn)行分析處理,可以較為準(zhǔn)確地測量粒徑值。
　　

3、在一臺自行設(shè)計(jì)的協(xié)流部分預(yù)混燃燒器上開展常溫常壓下燃燒火焰的LII診斷試驗(yàn),試驗(yàn)內(nèi)容共分兩部分。首先對進(jìn)氣摻混不同比例的CO2,研究CO2摻混比例對碳煙生成的影響規(guī)律,試驗(yàn)結(jié)果顯示隨著 CO2比例的提高,碳煙體積分?jǐn)?shù)逐漸減小,主要是由于摻混 CO2大幅降低了火焰溫度而抑制了碳煙的生成,另外,火焰浮起長度增加導(dǎo)致碳煙生成區(qū)域距離燃燒器出口高度增大,使得固定高度的測量區(qū)域內(nèi)碳煙體積分?jǐn)?shù)降低也是原因之一。試驗(yàn)的第二部分是針對不同生物含氧燃料對