高壓條件下平面火焰OH-PLIF實驗研究

涂曉波, 王林森, 閆 博, 母金河, 陳 爽

(1. 中國空氣動力研究與發展中心設備設計與測試技術研究所, 四川綿陽 621000; 2. 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所高超聲速沖壓發動機技術重點實驗室, 四川綿陽 621000)

引 言

燃燒過程是各類動力推進系統工作的核心要素之一, 因此燃燒研究至關重要[1]. 要想實現高效、 穩定的燃燒組織, 就必須對燃燒過程中涉及的物理、 化學反應過程有清晰的認識, 對組分濃度、 溫度、 壓力、 速度等燃燒流場信息進行診斷和測量[2]. 但是燃燒過程往往涉及復雜的化學反應及其與流動之間的相互耦合, 傳統的燃燒診斷技術, 包括Pitot管、 熱電偶、 測壓傳感器等, 都屬于侵入式診斷技術, 對于燃燒流場干擾較大, 具有很大的局限性, 已經不能滿足燃燒學研究對燃燒診斷和流場可視化的要求. 隨著激光技術的發展, 激光燃燒診斷技術得以快速發展, 由于具有對流場無干擾、 時空分辨率高等優勢, 已經成為燃燒實驗研究的主要手段[3-4].

平面激光誘導熒光技術(planar laser-induced fluorescence, PLIF)是一種非接觸式的燃燒診斷技術[5], 能夠探測分子、 自由基等粒子的濃度[6-7], 測量燃燒場溫度[8-10], 表征復雜燃燒場, 實現火焰結構的可視化[11-13]. 該技術具有高靈敏度、 高時空分辨率、 高選擇性以及原位無干擾等特性, 已經成為研究燃燒和火焰結構的重要工具, 在基礎燃燒研究[14-15]、 超聲速燃燒[16-17]、 航空發動機[18]等領域得到了廣泛應用, 并發揮著越來越重要的作用. 在碳氫燃料燃燒過……