基于化学发光特性的火焰动力学实验方法研究

发布时间：2023-04-09 22:01

　　燃烧过程中各种自由基的能级阶跃会产生化学发光,火焰化学发光的信息与火焰温度、基团浓度、热释放等参数有着密切关系。火焰化学发光包含了丰富的信息,基于火焰化学发光的特性可以对火焰动力学进行深入的研究,了解燃烧特性,增进对燃烧的认识。本文以火焰CH^*基团和OH^*基团的化学发光特性为抓手,搭建了三套用于火焰动力学研究的实验系统。火焰传递函数测量系统:使用光纤直接获得火焰整体的化学发光,以此表征热释放率,用于火焰传递函数的研究;火焰化学发光动态连续采集测量系统:使用卡塞格林光学镜头捕获定点的化学发光,以此获得动态连续的化学发光强度信号,用于火焰锋面结构的研究;火焰化学发光图像采集系统:使用滤光片加ICCD相机获得二维平面的火焰化学发光,以此进行化学发光图像的断层重建,用于火焰结构分析及动力学变化研究。具体成果如下:(1)、设计搭建火焰传递函数测量系统传递函数测量系统总体方案的设计,开发了基于LabVIEW的实验数据处理软件。为了克服声场作用下燃烧系统固有频率及LabVIEW波形测量模块局限性造成的火焰传递函数数据处理失真的影响,进行了底层单边傅里叶变换...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 火焰化学发光类型及产生机理
        1.2.1 火焰自发的电磁辐射类型
        1.2.2 火焰化学发光产生机理
    1.3 基于火焰化学发光特性的应用及研究现状
        1.3.1 火焰化学发光信号与燃烧参数
        1.3.2 基于火焰化学发光的燃烧监测
        1.3.3 火焰化学发光图像
    1.4 本文主要研究内容
第2章 火焰传递函数测量系统
    2.1 火焰传递函数理论
    2.2 火焰传递函数实验系统组成
    2.3 测量系统软件开发
        2.3.1 技术路线
        2.3.2 火焰传递函数软件处理的特殊性
        2.3.3 软件系统组成
    2.4 数采软件准确性验证
    2.5 本章小结
第3章 火焰化学发光动态连续采样测量系统
    3.1 基于卡塞格林光学原理的定点火焰化学发光采集装置
        3.1.1 卡塞格林光学原理
        3.1.2 基于卡塞格林光学原理的定点采集装置
    3.2 火焰化学发光测量系统组成
    3.3 测量方式及准确性分析
        3.3.1 采样模式介绍
        3.3.2 动态连续采样的实验方法
        3.3.3 误差及准确性分析
    3.4 窄缝实验及其标定
        3.4.1 半高全宽(FWHM)
        3.4.2 窄缝标定实验
        3.4.3 标定结果讨论
    3.5 获取火焰锋面厚度
    3.6 本章小结
第4章 火焰化学发光图像采集系统及图像断层重建
    4.1 火焰化学发光图像采集系统
        4.1.1 系统概述
        4.1.2 ICCD相机
        4.1.3 火焰化学发光图像
    4.2 ABEL断层技术
        4.2.1 Abel变换理论
        4.2.2 Abel逆变换方法
    4.3 ABEL逆变换的实现
        4.3.1 MATLAB 中的操作流程
        4.3.2 经Abel逆变换后的图像
        4.3.3 断层图像准确性分析
    4.4 火焰化学发光断层图像标定及准确性验证
        4.4.1 标定流程
        4.4.2 结果讨论及准确性验证
    4.5 本章小结
第5章 结论及展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
附录
参考文献
致谢
攻读学位期间参加的科研项目和成果



本文编号：3787808