煤油是航空航天發(fā)動機常用的燃料之一,其作為液體碳?xì)淙剂显诎l(fā)動機工作過程中必須經(jīng)過噴注、霧化、蒸發(fā)、摻混、點火和燃燒過程。其中,混合過程十分重要,煤油/空氣（氧氣）局部混合比決定了發(fā)動機是否能成功點火及高效燃燒。因此,有必要測量發(fā)動機燃燒室中的煤油/空氣混合比的時空分布,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),探究噴射場中煤油替代燃料混合比分布特性的定量測量方法。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,符合本實驗對示蹤劑的要求,選擇1,3-二甲基萘作為示蹤劑。對比常見烷烴與國產(chǎn)煤油的物理化學(xué)性質(zhì),選取正十一烷作為國產(chǎn)煤油的替代燃料。由1,3-二甲基萘熒光強度表達(dá)式出發(fā),分析了其熒光強度的影響因素,結(jié)合實驗條件,簡化了熒光強度表達(dá)式,提出了對噴射場中煤油混合比空間分布的定量測量方案。利用煤油蒸發(fā)預(yù)混系統(tǒng),實現(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受溫... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

溫度對萘熒光強度及其光譜的影響（a.熒光光譜；b.熒光強度）

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）在高壓下對預(yù)混煤油/空氣氣體進行局部定量混合比測量[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 壓強與氧氣濃度對煤油熒光信號的影響（a. 壓強；b. 氧氣濃度）

本實驗的實驗方案，分析簡化了影響熒光信號強度的參量，重點考察與溫度氣體和激光強度的關(guān)系。給出了加熱預(yù)混噴射場中燃料混合比分布定量測驗方法。2 PLIF 技術(shù)基本理論分析利用待測流場中本身的熒光物質(zhì)或摻混到流場中的示蹤劑，在經(jīng)過特定波會發(fā)出熒光，并通過熒光強度的空間分布反應(yīng)流場結(jié)構(gòu)以及流場中特定參數(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光學(xué)器件整形為片狀光束，即可實現(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)流場診斷典型實驗裝置示意圖。圖中 PLIF 實驗裝置四部分構(gòu)成：激光器負(fù)責(zé)發(fā)出指定波長的激光；片光整形系統(tǒng)負(fù)責(zé)將線狀光為片狀激光光束；數(shù)字延時器負(fù)責(zé)控制實驗中各個儀器之間的延時；相機負(fù)場中待測物質(zhì)產(chǎn)生的熒光信號進行探測和記錄。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]基于丙酮平面激光誘導(dǎo)熒光氣流混合比測量研究[D]. 周淼.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]預(yù)混火焰中一氧化氮平面激光誘導(dǎo)熒光測量方法研究[D]. 盛潔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015



本文編號：3378448