酒精燃燒火焰的發(fā)射光譜研究★

陳戰(zhàn)東，葉吉麗，王志文

（1.廣西民族大學(xué)數(shù)學(xué)與物理學(xué)院，廣西 南寧 530006；2.廣西民族大學(xué)預(yù)科教育學(xué)院，廣西 南寧 530006）

引言

燃燒是一種在人類生產(chǎn)生活過程中普遍存在的現(xiàn)象，涉及到工業(yè)和科技發(fā)展的許多領(lǐng)域，包括能源、交通、航空、航天、冶金等。深刻理解燃燒的物理機(jī)理，有助于提高燃燒效率、減少污染，從而提高相關(guān)領(lǐng)域的科技工藝水平。然而燃燒過程極其復(fù)雜，常用燃料（如酒精、汽油、煤油等）燃燒過程通常包含數(shù)量巨大的鏈?zhǔn)交磻?yīng)，反應(yīng)過程的中間產(chǎn)物也非常繁雜，因此完全理解認(rèn)識燃燒機(jī)理是非常困難的。盡管如此，國內(nèi)外研究人員仍努力地采用各種研究方法對燃燒過程進(jìn)行研究，包括理論計(jì)算[1-2]、激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)（LIBS）[3-5]、吸收光譜[6-7]、拉曼光譜[8-10]、發(fā)射光譜[11-14]等。其中，發(fā)射光譜技術(shù)直接對燃燒過程發(fā)光光譜進(jìn)行測量，研究燃燒過程中生成的物種，獲得一些能夠反應(yīng)燃燒機(jī)理的有用信息，測試設(shè)備簡單，易于實(shí)現(xiàn)。并且，發(fā)射光譜技術(shù)采用非接觸式測量方式，對燃燒過程沒有影響，具有快速響應(yīng)和高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，是一種簡單有效的研究方法。

本文利用光譜測量技術(shù)逐點(diǎn)探測了酒精燈燃燒火焰的發(fā)射光譜，并分析了光譜中的各個(gè)發(fā)光譜帶和譜線強(qiáng)度的空間分布。不同發(fā)光譜帶和譜線強(qiáng)度在火焰的不同位置具有明顯不同的分布特征，表明不同發(fā)光譜帶和譜線所對應(yīng)的粒子在酒精燈火焰中具有不同的空間分布。結(jié)果表明，OH、CH、C2等自由基多分布在火焰下半部（0 mm～5 mm）的外圍，而C 原子則集中在火焰中部（10 mm～15mm）的較小范圍內(nèi)，最終產(chǎn)物H2O 和CO2分子主要分布在焰心和火焰外層，分布范圍更廣。……