火焰自由基熒光強(qiáng)度測(cè)試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研制.pdf

1、火焰自由基作為燃燒過(guò)程的中間產(chǎn)物，其輻射出的熒光強(qiáng)度與火焰溫度、基團(tuán)濃度、熱釋放率等參數(shù)有著密切的聯(lián)系。針對(duì)火焰自由基展開(kāi)深入的研究，有助于了解燃料燃燒特性，增進(jìn)對(duì)燃燒的認(rèn)識(shí)?；鹧孀杂苫鶡晒鈴?qiáng)度的捕捉需要良好的測(cè)量設(shè)備作為工具?，F(xiàn)有的用于測(cè)量火焰自由基熒光強(qiáng)度的LIF和PLIF系統(tǒng)主要存在著價(jià)格昂貴、維護(hù)不便、在時(shí)域上獲取連續(xù)信號(hào)的能力相對(duì)較差等缺點(diǎn)。因此，從降低實(shí)驗(yàn)成本、改善現(xiàn)有系統(tǒng)局限性的角度出發(fā)，拓展火焰自由基熒光強(qiáng)度的測(cè)試方法具

2、有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文將卡塞格林光學(xué)原理應(yīng)用于火焰自由基熒光強(qiáng)度的測(cè)量，重點(diǎn)提出了一種火焰自由基熒光強(qiáng)度的定點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)自由基光強(qiáng)的定點(diǎn)測(cè)量與時(shí)域上連續(xù)信號(hào)的獲取。同時(shí)，基于ICCD相機(jī)提出了一種火焰自由基熒光強(qiáng)度2D圖像捕捉系統(tǒng)，用于捕捉自由基團(tuán)在火焰中的二維分布圖像。主要工作和成果如下：
　?。?）通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算與Zemax軟件的模擬優(yōu)化，研制出了卡塞格林光線定點(diǎn)采集裝置，該裝置可作為測(cè)量系統(tǒng)采集光線的前置裝

3、置，實(shí)現(xiàn)對(duì)光線的定點(diǎn)采集。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該裝置可采集短軸直徑為0.382mm，長(zhǎng)軸直徑為1.628mm“橢球形”區(qū)域內(nèi)的光線，具有較高的空間分辨率。
　?。?）完成了火焰自由基熒光強(qiáng)度定點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案以及系統(tǒng)的加工制作、相關(guān)設(shè)備的選配。通過(guò)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的安裝調(diào)試，詳細(xì)給出了測(cè)量系統(tǒng)各部分的組成裝配情況、工作原理等。
　?。?）完成了火焰自由基熒光強(qiáng)度2D圖像捕捉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)搭建。給出了系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)方案、ICCD相機(jī)的

4、工作原理和詳細(xì)的拍攝控制過(guò)程。針對(duì)Solis軟件，介紹了基于該軟件的圖像初級(jí)處理方法。
　?。?）為驗(yàn)證新研制的火焰自由基熒光強(qiáng)度測(cè)試系統(tǒng)在火焰測(cè)量中應(yīng)用的可行性。設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，具體針對(duì)火焰2cm高度處全光譜、OH基、CH基的徑向熒光強(qiáng)度數(shù)據(jù)，將由定點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)和2D圖像捕捉系統(tǒng)分別獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩套系統(tǒng)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)規(guī)律基本一致。
　　本文重點(diǎn)提出的火焰自由基熒光強(qiáng)度的定點(diǎn)測(cè)量系統(tǒng)，屬于非接觸式測(cè)量，其相比于