Método de medición de temperatura de llama teniendo en cuenta los efectos visuales en el rango infrarrojo medio de la espectroscopía de absorción láser

WAN Tao ,  

LU Shengyao ,  

MA Liuhao ,  

SUN Bowen ,  

HUANG Yitao ,  

WANG Yu ,  

摘要

Las tecnologías de espectroscopía de absorción láser (LAS) son uno de los métodos de medición de temperatura sin contacto ampliamente utilizados. Sin embargo, debido a la distribución no uniforme de los parámetros termodinámicos y químicos a lo largo de la ruta de absorción, los métodos tradicionales basados en la integración de la línea de visión (LOS) sufren una gran incertidumbre en la obtención de información sobre la temperatura de la llama, lo que afecta su precisión y fiabilidad. Aunque los métodos tradicionales de reconstrucción y ajuste del contorno de múltiples líneas de espectro pueden recuperar en cierta medida la información de temperatura en el centro de la llama, estos métodos suelen ser complejos de implementar, consumen mucho tiempo, lo que dificulta su aplicación a las necesidades de pruebas de diagnóstico precisas. Este artículo propone un método de corrección de efectos visuales en la espectroscopía de absorción láser de infrarrojo medio lineal, que utiliza la dinámica de fluidos computacional (CFD) y la modelización espectral para estimar el efecto de las irregularidades en la distribución de la llama en los resultados de la medición de temperatura LOS. Para verificar este método, se realizaron mediciones estándar de temperatura LOS basadas en las fuertes líneas de absorción de la molécula H2O en la región de 2.5 μm y se compararon con los resultados de reconstrucción experimental y los resultados de simulación acoplados a mecanismos químicos detallados. Los resultados experimentales muestran que el método de corrección de temperatura propuesto mejora significativamente la fiabilidad de los resultados de medición LOS para diferentes direcciones de combustión de combustible, con diferencias relativas que pasan del 10% al 20% antes de la corrección a menos del 5%, y la mayoría de las ubicaciones de medición son inferiores al 2%. El método de corrección de temperatura propuesto puede mejorar en gran medida la fiabilidad de los métodos de medición LOS, y al mismo tiempo eliminar los largos pasos de exploración mecánica, ofreciendo así una solución efectiva para la medición rápida y precisa de la temperatura de la llama en condiciones de pruebas de diagnóstico de alta precisión.

关键词

efecto visual; tecnología de espectroscopía de absorción láser en el rango infrarrojo medio; distribución de temperatura; corrección de temperatura

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