火焰自由基熒光強度測試系統(tǒng)的開發(fā)與研制.pdf

1、火焰自由基作為燃燒過程的中間產(chǎn)物，其輻射出的熒光強度與火焰溫度、基團濃度、熱釋放率等參數(shù)有著密切的聯(lián)系。針對火焰自由基展開深入的研究，有助于了解燃料燃燒特性，增進對燃燒的認(rèn)識?；鹧孀杂苫鶡晒鈴姸鹊牟蹲叫枰己玫臏y量設(shè)備作為工具。現(xiàn)有的用于測量火焰自由基熒光強度的LIF和PLIF系統(tǒng)主要存在著價格昂貴、維護不便、在時域上獲取連續(xù)信號的能力相對較差等缺點。因此，從降低實驗成本、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度的測試方法具

2、有重要的現(xiàn)實意義。
　　本文將卡塞格林光學(xué)原理應(yīng)用于火焰自由基熒光強度的測量，重點提出了一種火焰自由基熒光強度的定點測量系統(tǒng)，用于實現(xiàn)自由基光強的定點測量與時域上連續(xù)信號的獲取。同時，基于ICCD相機提出了一種火焰自由基熒光強度2D圖像捕捉系統(tǒng)，用于捕捉自由基團在火焰中的二維分布圖像。主要工作和成果如下：
　　（1）通過設(shè)計計算與Zemax軟件的模擬優(yōu)化，研制出了卡塞格林光線定點采集裝置，該裝置可作為測量系統(tǒng)采集光線的前置裝

3、置，實現(xiàn)對光線的定點采集。通過實驗驗證，該裝置可采集短軸直徑為0.382mm，長軸直徑為1.628mm“橢球形”區(qū)域內(nèi)的光線，具有較高的空間分辨率。
　　（2）完成了火焰自由基熒光強度定點測量系統(tǒng)的整體設(shè)計方案以及系統(tǒng)的加工制作、相關(guān)設(shè)備的選配。通過對測量系統(tǒng)的安裝調(diào)試，詳細(xì)給出了測量系統(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度2D圖像捕捉系統(tǒng)的設(shè)計搭建。給出了系統(tǒng)整體的設(shè)計方案、ICCD相機的

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