Método de medición de temperatura de llama por difusión con contraflujo basado en espectroscopía de absorción láser en el infrarrojo medio corregido por efecto de línea de visión

WAN Tao ,  

LU Shengyao ,  

MA Liuhao ,  

SUN Bowen ,  

HUANG Yitao ,  

WANG Yu ,  

摘要

La medición precisa de la temperatura de la llama por difusión con contraflujo tiene una gran importancia teórica y aplicativa para construir mecanismos químicos de combustión de alta fidelidad, revelar los mecanismos de generación de contaminantes y desarrollar tecnologías de combustión limpias y eficientes. La espectroscopía de absorción láser (Laser Absorption Spectroscopy, LAS), como método de medición de temperatura sin contacto ampliamente utilizado, ha recibido una atención considerable en los últimos años. Sin embargo, debido a la distribución no homogénea de los parámetros termodinámicos y químicos a lo largo de la trayectoria de absorción, los métodos de medición tradicionales basados en la integración a lo largo de la línea de visión (Line-of-Sight, LOS) presentan una gran incertidumbre al obtener información de la temperatura de la llama, lo que afecta la precisión y confiabilidad de la medición. Aunque los métodos tradicionales de reconstrucción tomográfica y de ajuste de perfiles de múltiples líneas pueden restaurar en cierta medida la información de temperatura en el centro de la llama, estos métodos suelen ser complejos de implementar y consumir mucho tiempo computacional, dificultando satisfacer las demandas de diagnóstico de alta fidelidad. En este trabajo, se propone un método de medición de temperatura basado en espectroscopía de absorción láser en el infrarrojo medio con corrección del efecto de línea de visión, que cuantifica el sesgo debido a la no uniformidad en diferentes posiciones de la llama sobre los resultados de medición LOS mediante dinámica de fluidos computacional (Computational Fluid Dynamics, CFD) y simulación numérica espectral, logrando finalmente la corrección de la medición LOS. Para validar este método, se realizaron experimentos sistemáticos de medición LOS basados en líneas de absorción fuertes de la molécula H2O cerca de 2.5 μm, y se compararon los resultados con la reconstrucción tomográfica y simulaciones acopladas con mecanismos químicos detallados. Los resultados experimentales muestran que el método de corrección de temperatura propuesto mejora significativamente la confiabilidad de los resultados de medición LOS de la llama por difusión con contraflujo para diferentes combustibles; la diferencia relativa con los resultados de reconstrucción tomográfica y CFD se reduce del 10%~20% antes de la corrección a menos del 5%, y la mayoría de las posiciones de medición están por debajo del 2%. El método de corrección de temperatura propuesto mejora considerablemente la confiabilidad del método de medición LOS al mismo tiempo que elimina el paso prolongado de escaneo mecánico tomográfico, proporcionando una solución eficaz para la medición rápida y precisa de la temperatura de la llama por difusión con contraflujo.

关键词

efecto de línea de visión;espectroscopía de absorción láser en el infrarrojo medio;distribución de temperatura;corrección 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