激光誘導熒光(LIF)和激光誘導白熾光(LII)實驗平臺設計及在燃燒測試中的初步應用.pdf

1、汽車尾氣排放已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的主要污染源之一。這需要先進的燃燒技術與測試手段。目前低溫燃燒(LTC)和燃料設計與管理(FDM)已經(jīng)成為當前內(nèi)燃機技術人員日益關注的燃燒模式和實現(xiàn)路徑，有望破解NOx和Soot這一困擾內(nèi)燃機界多年的“Trade-Off”的關系。在這些燃燒模式和方法的研究中，油氣混合過程、碳煙生成機理需要更加深入的研究。在過去的20年中，脫氫理論(HACA)作為碳煙生成機理的基本理論已經(jīng)建立，并且被廣泛接受。這種理論認為多壞

2、芳香烴(PAH)是碳煙生成的重要前驅(qū)物和中間產(chǎn)物。但是，在碳煙生成的整個化學、熱力學、流體力學體系中，還是有很多空白亟待填補。本文針對目前實驗室研究手段的需要，設計了激光誘導熒光(LIF)和激光誘導白熾光(LII)實驗平臺，并在預混合火焰中開展了碳煙及其前驅(qū)物在火焰中的LII和LIF測試、驗證研究。
　　 本文在介紹LIF和LII技術的基礎上，利用這兩項技術的特點，以盡可能的共用零部件為原則，設計LIF和LII系統(tǒng)，并采用這兩個

3、系統(tǒng)，研究四種典型的預混合乙烯火焰，在不同火焰溫度以及不同當量比條件下，測量燃燒過程中產(chǎn)生的碳煙顆粒及其不同尺度PAH的二維瞬態(tài)分布，以驗證這兩項系統(tǒng)的有效性。結(jié)果表明，本文設計的LIF系統(tǒng)，可調(diào)范圍寬，應用范圍廣，比目前成套系統(tǒng)的成本低60％，有效地節(jié)約了實驗室建設經(jīng)費，而且比成套系統(tǒng)更易改動應用場合;設計的LII系統(tǒng)不需要另外購置新設備，即可實現(xiàn)LII的功能，有效地節(jié)約了經(jīng)費，支持了實驗室建設與學術研究。
　　 初步的實驗結(jié)