发射率结合辐射光强实时测量高温辐射源2维温度场

提出了一种由光纤光谱仪与黑白CCD相机构成的新型实时在线高温温度场测量系统.该系统用光纤光谱仪和黑白CCD相机同时测得高温辐射源的真实发射率和光强场,然后根据发射率和光强场计算得到高温辐射源的温度场.利用该系统对高温发光物体——卤素灯灯丝的温度场进行测量,得到了不同电压值下卤素灯灯丝的温度场分布图,并将所得温度场的最高温度与相应工况下发射光谱法测量得到的最高温度进行比较.结果表明:两者相对偏差在5%以内;所提出的测量方法既弥补了发射光谱法不能获得场分布的缺陷,又避免了比色法测温中单色波长带宽和发射率瞬时变化带来的误差,是一种有效的温度场测量方法.

二维Woods-Burnett方程的稳定性分析

Woods-Burnett方程是Boltzmann方程的二阶近似,是Burnett方程的一种修正,能够描述轻微偏离热力学平衡时的稀薄气体流动。但是Woods-Burnett方程在小扰动下不稳定,这是限制Woods-Burnett方程广泛应用的一个重要原因。本文在一维稳定性分析的基础上,通过线性小扰动理论,首次得到了二维Woods-Burnett方程的稳定性特征方程,并把稳定性方程的解表示在复平面上,得到了二维稳定性特征曲线。通过扰动增长系数和扰动波数的关系,得到二维Woods-Burnett方程的临界努森数为0.130,而一维Woods-Burnett方程的临界努森数为0.184。说明在二维情况下Woods-Burnett方程更加不稳定。

射流卷吸微米级结构的图像可视化研究

运用单帧单曝光图像法(SFSEI)对圆管射流的卷吸结构进行了图像可视化研究。单帧单曝光图像法不同于粒子图像测速法(PIV),它是采用相对较长的单次曝光进行拍摄以获得示踪粒子的运动轨迹。实验记录了从射流开始到观测区域内卷吸的形成过程。流场图像的空间大小为6.36 mm×3.97 mm,空间分辨率达到5.3μm×5.3μm。图像记录了射流卷吸产生的精细涡结构,其尺寸分布从几十微米到几百微米。本文的实验结果有助于理解射流的卷吸机理,也表明单帧单曝光图像法可以应用于观测微米级的流动结构。

火焰光谱测温法的改进

基于光纤光谱仪的火焰辐射温度测量技术,由于CCD本身的响应特性,需要用黑体炉进行标定.但当标定温度和被测温度相差较大时,测得的被测物体温度与实际温度误差较大.当光谱仪测得的响应强度与标定时对黑体炉的响应强度相差较大时,测得的温度值也会存在较大误差.本文就上述两种误差提出了解决方法,实验证明改进之后测量误差大幅减小,使得基于光纤光谱仪的火焰辐射测温范围大幅度扩大.进一步提出了真实辐射率函数的测量和根据真实辐射率函数反演燃料组分的方法.