煤油是航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)常用的燃料之一,其作為液體碳?xì)淙剂显诎l(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)噴注、霧化、蒸發(fā)、摻混、點(diǎn)火和燃燒過(guò)程。其中,混合過(guò)程十分重要,煤油/空氣（氧氣）局部混合比決定了發(fā)動(dòng)機(jī)是否能成功點(diǎn)火及高效燃燒。因此,有必要測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的煤油/空氣混合比的時(shí)空分布,為新型噴注技術(shù)的研發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為新型噴注技術(shù)的性能考核提供測(cè)量手段。本文基于平面激光誘導(dǎo)熒光（PLIF）技術(shù),探究噴射場(chǎng)中煤油替代燃料混合比分布特性的定量測(cè)量方法。煤油中熒光物質(zhì)主要為1,2,4-三甲基苯、萘、1-甲基萘和1,3-二甲基萘。比較分析了這四種物質(zhì)的物理和化學(xué)特性,由于1,3-二甲基萘的熒光對(duì)溫度變化不敏感,且其熒光受溫度影響有較好的規(guī)律性,符合本實(shí)驗(yàn)對(duì)示蹤劑的要求,選擇1,3-二甲基萘作為示蹤劑。對(duì)比常見烷烴與國(guó)產(chǎn)煤油的物理化學(xué)性質(zhì),選取正十一烷作為國(guó)產(chǎn)煤油的替代燃料。由1,3-二甲基萘熒光強(qiáng)度表達(dá)式出發(fā),分析了其熒光強(qiáng)度的影響因素,結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件,簡(jiǎn)化了熒光強(qiáng)度表達(dá)式,提出了對(duì)噴射場(chǎng)中煤油混合比空間分布的定量測(cè)量方案。利用煤油蒸發(fā)預(yù)混系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了替代燃料混合比的定量配比。探究1,3-二甲基萘熒光信號(hào)受溫... 

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【部分圖文】：

溫度對(duì)萘熒光強(qiáng)度及其光譜的影響（a.熒光光譜；b.熒光強(qiáng)度）

并在后續(xù)的工作中，利用激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)（LIBS：laserinducedbreakdown spectroscopy）在高壓下對(duì)預(yù)混煤油/空氣氣體進(jìn)行局部定量混合比測(cè)量[2]。文章中指出，隨著壓力增加，Hα譜線的半高寬增加，且成線性函數(shù)關(guān)系：HFWHM=0.32P+1.27。為定量測(cè)量預(yù)混煤油/空氣空間混合比分布提供壓力數(shù)據(jù)。研究成果如圖 1-7 所示。(a) (b)圖 1-6 壓強(qiáng)與氧氣濃度對(duì)煤油熒光信號(hào)的影響（a. 壓強(qiáng)；b. 氧氣濃度）

本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方案，分析簡(jiǎn)化了影響熒光信號(hào)強(qiáng)度的參量，重點(diǎn)考察與溫度氣體和激光強(qiáng)度的關(guān)系。給出了加熱預(yù)混噴射場(chǎng)中燃料混合比分布定量測(cè)驗(yàn)方法。2 PLIF 技術(shù)基本理論分析利用待測(cè)流場(chǎng)中本身的熒光物質(zhì)或摻混到流場(chǎng)中的示蹤劑，在經(jīng)過(guò)特定波會(huì)發(fā)出熒光，并通過(guò)熒光強(qiáng)度的空間分布反應(yīng)流場(chǎng)結(jié)構(gòu)以及流場(chǎng)中特定參數(shù)術(shù)被稱為為激光誘導(dǎo)熒光(LIF：Laser Induced Fluorescence)技術(shù)。將激光器線狀激光通過(guò)光學(xué)器件整形為片狀光束，即可實(shí)現(xiàn)拍攝片狀激光作用平面結(jié)構(gòu)及其參數(shù)空間分布的圖像，該技術(shù)被稱為平面激光誘導(dǎo)熒光(PLIF：Pser Induced Fluorescence)技術(shù)。圖 2-1 為 PLIF 技術(shù)流場(chǎng)診斷典型實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中 PLIF 實(shí)驗(yàn)裝置四部分構(gòu)成：激光器負(fù)責(zé)發(fā)出指定波長(zhǎng)的激光；片光整形系統(tǒng)負(fù)責(zé)將線狀光為片狀激光光束；數(shù)字延時(shí)器負(fù)責(zé)控制實(shí)驗(yàn)中各個(gè)儀器之間的延時(shí)；相機(jī)負(fù)場(chǎng)中待測(cè)物質(zhì)產(chǎn)生的熒光信號(hào)進(jìn)行探測(cè)和記錄。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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