預(yù)混火焰中一氧化氮平面激光誘導(dǎo)熒光測量方法研究.pdf

1、隨著社會(huì)文明和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人類開始進(jìn)行大規(guī)模的物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)，生產(chǎn)活動(dòng)所產(chǎn)生的大量工業(yè)垃圾和生活垃圾，造成了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染，其中非常值得關(guān)注的就是大氣污染。目前我國大氣污染問題尤為嚴(yán)重，尤其是北方各大城市出現(xiàn)的霧霾、PM2.5值偏高等現(xiàn)象已經(jīng)為人們敲響了警鐘。大氣污染主要來源于工業(yè)廢氣、生活燃煤、汽車尾氣等。其中以一氧化氮為主的氮氧化合物是主要的氣體狀態(tài)污染物之一。為了了解汽車尾氣和煤炭燃燒產(chǎn)生的NO氣體時(shí)空分布特性，進(jìn)一步改

2、善控制氮氧化合物排放的燃燒設(shè)備，本文將應(yīng)用平面激光誘導(dǎo)熒光（簡稱PLIF）方法研究甲烷/空氣預(yù)混火焰尾焰中一氧化氮分子的時(shí)間和空間分布特性。
　　PLIF測量方法主要是將激光整形成片狀光束，將粒子激發(fā)到高能態(tài)，通過測量從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)的熒光來獲取某個(gè)截面的信息，通過改變激發(fā)位置，即可獲取流場任意空間位置的熒光信息。NO-PLIF（簡稱NO-PLIF）測量方法就是利用PLIF技術(shù)獲取流場中NO分子任意時(shí)間、空間位置的熒光信息。<

3、br>　　本文首先研究了NO分子躍遷能級(jí)系統(tǒng)的理論公式，確定了NO-PLIF信號(hào)強(qiáng)度與入射激光能量、NO分子數(shù)密度等變量和熒光輻射效率、探測系統(tǒng)常量的關(guān)系；同時(shí)應(yīng)用LIFBASE仿真軟件對NO分子X2∏→A2∑(0,0)躍遷能級(jí)的吸收系數(shù)進(jìn)行仿真，確定選擇NO分子激發(fā)波長的范圍，校正激光器波長的偏移量在1.9~4.2pm范圍內(nèi)，選出了NO分子躍遷分支為 Q1(12)+Q12(20)+Q2(20)(226.033nm)，選出了激光器波長為

4、226.029nm；根據(jù)棱鏡分光原理對入射激光能量進(jìn)行定標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了激光能量的實(shí)時(shí)檢測；實(shí)驗(yàn)時(shí)首先令入射激光能量在0.1～1.1mJ范圍內(nèi)變化，驗(yàn)證了NO-PLIF信號(hào)強(qiáng)度隨著入射激光能量的增加而增加，證明此時(shí)激光能量較弱，PLIF信號(hào)強(qiáng)度未飽和，滿足實(shí)驗(yàn)條件；其次通過控制變量法選出ICCD相機(jī)最佳延時(shí)為133ns，最佳門寬為20ns，最佳累計(jì)次數(shù)為20次；最后，在滿足NO-PLIF技術(shù)的最佳實(shí)驗(yàn)條件下，改變預(yù)混氣體當(dāng)量比0.7~1.3，