Метод измерения температуры пламени с учетом визуальных эффектов в средней инфракрасной области лазерной спектроскопии поглощения света

WAN Tao ,  

LU Shengyao ,  

MA Liuhao ,  

SUN Bowen ,  

HUANG Yitao ,  

WANG Yu ,  

摘要

Технологии лазерной спектроскопии поглощения света (LAS) являются одним из широко используемых не контактных методов измерения температуры. Однако из-за неоднородного распределения термодинамических и химических параметров вдоль пути поглощения, традиционные методы, основанные на интегрировании по линии обзора (LOS), страдают значительной неопределенностью в получении информации о температуре пламени, что влияет на их точность и надежность. Несмотря на то, что традиционные методы реконструкции и многоспектрального контурного анализа могут восстановить информацию о температуре в центре пламени, такие методы обычно сложны в применении и занимают много времени, что делает их трудноприменимыми для требований точных диагностических испытаний. В данной статье предлагается метод коррекции визуальных эффектов на линейной средней инфракрасной спектроскопии поглощения света, который использует вычислительную динамику жидкости (CFD) и численное моделирование спектра для оценки влияния неравномерности распределения пламени на результаты измерений температуры LOS. Чтобы проверить этот метод, проведены стандартные измерения температуры LOS на основе сильных поглощающих линий молекул H2O в районе 2.5 μm и сравнили их с результатами экспериментов по реконструкции и результатами численного моделирования с детальными химическими механизмами. Экспериментальные результаты показывают, что предложенный метод коррекции температуры улучшает надежность результатов измерения LOS для различных видов горения топлива, где относительные различия уменьшаются с 10% до 20% до менее 5%, и большинство измеренных мест менее 2%. Предложенный метод коррекции температуры может значительно улучшить надежность методов измерения LOS, а также избавить от длительных механических шагов сканирования, что предоставляет эффективное решение для быстрого и точного измерения температуры пламени в условиях высокой точности требования.

关键词

влияние визуальных эффектов; технология лазерной спектроскопии поглощения света в средней инфракрасной области; распределение температуры; коррекция температуры

阅读全文