CARS光谱测温技术应用于燃油炉火焰温度场的测量

一、引言 由于CARS光谱测量技术具有高度的时间和空间分辨率以及无接触测量等优点,特别适用于燃烧动力过程的研究,如火焰温度、温度波动以及燃烧产物浓度的测量。这项技术在国际燃烧研究领域发挥了越来越大的作用。目前。

四光束饱和CARS光谱的计算

本文计算了四光束饱和相干反斯托克斯喇曼散射(CARS)光谱线型和多普勒加宽谱上的烧孔线型,给出了它们的近似解析式。分析了利用CARS线型上烧孔的消多普勒高分辨率饱和光谱方法。

燃烧过程CARS光谱的实验研究

研究了Ｎ分子的ＣＡＲＳ光谱．通过实验谐与理论谱拟合的方法，获得了乙炔／空气及煤气／空气火焰的温度．实验中采用了共线ＣＡＲＳ和ＢｏｘＣＡＲＳ两种位相匹配方式．

CARS光谱测温技术的三种理论模型研究

本文在分析了相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱测温技术的基本原理上,引入了CARS光谱测温技术中的三种理论光谱模型:Q支振转CARS谱,S支转动CARS光谱和时间分辨CARS谱。利用计算机进行了三种理论光谱的计算,建立了随温度变化的CARS光谱库。

同时测量氢氧CARS光谱确定火焰温度和氢氧浓度的研究

利用YAG激光器和一台染料激光器同时测量了氢／空气预混平面火焰中氢氧CARS光谱。从氢的S（5）和S（6）支统转动线的强度比获得火焰温度，并与由氮的CARS光谱得到的温度进行了实验校验。氢和氧的浓度分别由氢的S（6）支和氧的Q支光谱求得，并利用红／空气预混平面火焰的局部热力学平衡计算对所得浓度进行了校验。温度的校验误差为4％，而氢氧浓度的校验误差分别为14％和12％。

CARS功率与X^(3)

影响CARS光谱功率的因素有许多，其中X（3）是一个重要因素．因此，在理论上时X（3）的形式作了一些简化处理，讨论了水在气态和液态过两种形态下X（3）的差异及时CARS功率的影响，取得了与实验相一致的结果．

H_2(V=3)+H_2(He)碰撞中的转动能量转移

激发态Na_2与H_2碰撞,使H_2(V=3,J=3)得到布居,在H_2和He总气压为800 Pa及温度为700 K的条件下,利用相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)光谱技术研究了H_2(3,3)与H_2(He)间转动能量转移过程.改变CARS激光束与激发Na_2的激光之间的延迟时间,测量He不同摩尔配比时H_2(3,J)态CARS谱强度的时间演化,得到H_2(3,3)的总弛豫速率系数分别为k_(3,3)^(H_2)=(21士5)×10^(-3)cm^3·s^(-1)和k_(3,3)^(H_e)=(5.6士1.6)×10^(-13)cm^3·s^(-1).测量H_2(3,J)各转动态的相对CARS谱强度,由速率方程分析,得到H_2(3,3)+H_2→H_2(3,J)+H_2中,对于J=2,4,转移速率系数分别为(11±4)×10^(-13)cm^3·s^(-1)和(8.2±3.1)×10^(-13)cm^3·s_^(-1).在H_2(3,3)+He→H_2(3,J)+He中,对于J=2,4,转移速率系数分别为(3.1±1.2)×10^(-13)cm^3·s^(-1)和(2.1士0.7)×10^(13)cm^3·s^(-1).对于H_2(3,3),单量子弛豫|△J|=1约占该态总弛豫率的90%.

斜切径向旋流燃烧室主燃区光学测量与特性分析

针对斜切径向旋流环形燃烧室模型,采用可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)、相干反斯托克斯喇曼光谱(CARS)光学测量手段,在模化状态(Case 2)下,对燃烧室主燃区进行温度测量,分别得到了主燃区内12个点的温度和沿两条路径的积分温度.使用Fluent 12.0对Case 2进行数值模拟,分别使用两种非预混燃烧模型:平衡化学反应模型(EM)和稳态层流小火焰(SLF)模型.通过将两种不同燃烧模型的计算结果与TDLAS,CARS试验测量数据作对比验证,发现EM计算得到的温度更高,并与试验测量温度更符合,其中与CARS测量的误差小于6%.在试验验证的基础上,完成燃烧室在冷流状态(Case 1)下的计算,分析主燃区的气流组织和主燃孔射流对回流区的影响;利用EM计算分析燃烧室主燃区在全压状态(Case 3)下燃料分布、温度场、组分分布和性能参数,如燃烧室的燃烧效率为0.97、出口温度分布系数为0.312等,较为全面反映了燃烧室内气流流动换热和燃烧现象.