基于滤波瑞利散射技术的带压燃烧场温度测量实验研究

为实现高压、受限空间条件下燃烧火焰二维温度场的测量,研究了基于碘分子超精细吸收凹陷的滤波瑞利散射技术。设计了一套滤波瑞利散射温度测量装置,主要由种子激光注入Nd∶YAG激光器、碘分子滤波池、ICCD相机等组成。利用该测量装置,在高压火焰炉上开展了0.1~0.5MPa条件下的甲烷/空气预混火焰温度测量实验,结果表明:滤波瑞利散射测温技术能有效抑制米散射和背景杂散光的干扰,能在受限空间和带压条件下获得瞬态燃烧火焰温度场的分布,并且温度测量的相对不确定度优于15%;与热电偶温度测量实验的结果进行了对比,两者的偏差小于10%。因此,有望将滤波瑞利散射测温技术应用于发动机燃烧场温度诊断实验。

带压燃烧场2D温度分布的激光吸收光谱测量初步研究

以实现冲压发动机等场合的高压燃烧流场诊断为目标,采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术对带压燃烧流场的温度诊断进行初步研究。使用一种光谱耦合的CT重构方法,以误差平方和与零均值归一化互相关作为评价指标分析CT-TDLAS的重构精度。搭建带压燃烧腔温度分布测量的实验系统,使用压力传感器和CCD相机记录带压点火燃烧过程变化;使用调谐范围为1335~1375nm宽波段输出的半导体激光,对燃烧腔内带压点火燃烧过程进行了时间分辨的二维温度分布重建。实验结果表明:CT-TDLAS具有较高的重构精度;燃烧过程的压力变化趋势、火焰变化趋势及时间分辨二维温度分布变化趋势,三者保持一致;在带压条件下,CT-TDLAS可以实现高分辨率的时间分辨温度测量,反应定量的温度分布变化信息,为带压及进一步的高温高压燃烧流场的诊断提供帮助。