Método de medição da temperatura de chama de difusão contra-fluxo baseado em espectroscopia de absorção a laser no infravermelho médio com correção do efeito da linha de visão

WAN Tao ,  

LU Shengyao ,  

MA Liuhao ,  

SUN Bowen ,  

HUANG Yitao ,  

WANG Yu ,  

摘要

A medição precisa da temperatura da chama de difusão contra-fluxo é de grande importância teórica e de aplicação prática para construir mecanismos químicos de combustão de alta fidelidade, revelar mecanismos de geração de poluentes e desenvolver tecnologias de combustão limpa e eficiente. A espectroscopia de absorção a laser (Laser Absorption Spectroscopy, LAS), como um método amplamente utilizado de medição de temperatura sem contato, tem recebido ampla atenção nos últimos anos. No entanto, devido à distribuição não homogênea dos parâmetros termodinâmicos e químicos ao longo do caminho de absorção, os métodos tradicionais baseados na integração ao longo da linha de visão (Line-of-Sight, LOS) apresentam grande incerteza ao obter informações sobre a temperatura da chama, afetando a precisão e a confiabilidade da medição. Embora os métodos tradicionais de reconstrução tomográfica e ajuste de perfil de múltiplas linhas possam restaurar em certa medida as informações de temperatura do centro da chama, esses métodos geralmente são complexos de implementar e consomem muito tempo computacional, dificultando atender às demandas de diagnóstico de alta fidelidade. Este trabalho propõe um método de medição de temperatura baseado em espectroscopia de absorção a laser no infravermelho médio com correção do efeito da linha de visão, que quantifica o impacto do viés da não uniformidade em diferentes locais da chama nos resultados da medição LOS por meio de dinâmica de fluidos computacional (Computational Fluid Dynamics, CFD) e simulação numérica espectral, promovendo a correção final da medição LOS. Para validar o método, foram realizados experimentos sistemáticos de medição LOS baseados em linhas fortes de absorção da molécula H2O próximas a 2,5 μm, comparando os resultados com reconstrução tomográfica e simulações acopladas a mecanismos químicos detalhados. Os resultados experimentais mostram que o método de correção de temperatura proposto melhora significativamente a confiabilidade dos resultados de medição LOS da chama de difusão contra-fluxo para diferentes combustíveis; a diferença relativa em comparação com os resultados da reconstrução tomográfica e CFD reduz de 10%~20% antes da correção para menos de 5%, e a maioria dos pontos de medição está abaixo de 2%. O método de correção de temperatura proposto melhora consideravelmente a confiabilidade do método de medição LOS, ao mesmo tempo em que elimina a etapa demorada de varredura mecânica tomográfica, fornecendo uma solução eficaz para a medição rápida e precisa da temperatura da chama de difusão contra-fluxo.

关键词

efeito da linha de visão;tecnologia de espectroscopia de absorção a laser no infravermelho médio;distribuição de temperatura;correção de temperatura

阅读全文

以上内容由讯飞翻译自动生成,翻译内容仅供参考。对于因使用本网站翻译内容产生的相关后果,本网站不承担任何商业和法律责任。

The above content is generated by Large Model Translation. The translated content is for reference only. We do not assume any commercial or legal responsibilty for any consequences arising from the use of our website