包郵基于多波長光譜輻射火箭發(fā)動機燃氣溫度測試

作者：胡松啟等

出版社：科學(xué)出版社出版時間：2023-03-01

開本：其他頁數(shù)： 188

本類榜單：工業(yè)技術(shù)銷量榜

中圖價:¥74.5(7.6折) 定價 ~~¥98.0~~ 登錄后可看到會員價

加入購物車收藏

開年大促， 全場包郵

?新疆、西藏除外

本類五星書更多>

>
公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養(yǎng)秘籍)

公路車寶典(ZINN的公路車維修與保養(yǎng)秘籍)

¥69.6¥120
>
晶體管電路設(shè)計(下)

晶體管電路設(shè)計(下)

¥25.7¥38
>
基于個性化設(shè)計策略的智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

基于個性化設(shè)計策略的智能交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

¥34.3¥68
>
花樣百出:貴州少數(shù)民族圖案填色

花樣百出:貴州少數(shù)民族圖案填色

¥17.2¥45
>
山東教育出版社有限公司技術(shù)轉(zhuǎn)移與技術(shù)創(chuàng)新歷史叢書中國高等技術(shù)教育的蘇化(1949—1961)以北京地區(qū)為中心

山東教育出版社有限公司技術(shù)轉(zhuǎn)移與技術(shù)創(chuàng)新歷史叢書中國高等技術(shù)教育的蘇化(1949—1961)以北京地區(qū)為中心

¥12.7¥39
>
鐵路機車概要.交流傳動內(nèi)燃.電力機車

鐵路機車概要.交流傳動內(nèi)燃.電力機車

¥158.4¥198
>
利維坦的道德困境:早期現(xiàn)代政治哲學(xué)的問題與脈絡(luò)

利維坦的道德困境:早期現(xiàn)代政治哲學(xué)的問題與脈絡(luò)

¥31.9¥49

商品詳情
商品評論(0條)

中圖價:¥74.5 加入購物車

版權(quán)信息
內(nèi)容簡介
目錄
節(jié)選

基于多波長光譜輻射火箭發(fā)動機燃氣溫度測試版權(quán)信息

ISBN：9787030516473
條形碼：9787030516473 ; 978-7-03-051647-3
裝幀：一般膠版紙
冊數(shù)：暫無
重量：暫無
所屬分類：
工業(yè)技術(shù)
>
航空、航天

基于多波長光譜輻射火箭發(fā)動機燃氣溫度測試內(nèi)容簡介

本書一共十章，分別介紹國內(nèi)外火箭發(fā)動機燃氣溫度測量研究現(xiàn)狀、多波長光譜輻射燃氣溫度測試原理、燃氣溫度測試系統(tǒng)設(shè)計、燃氣溫度測試系統(tǒng)標(biāo)定、非充氣式和充氣式發(fā)動機燃溫系統(tǒng)設(shè)計及流場仿真、非充氣式和充氣式發(fā)動機燃溫系統(tǒng)燃溫測試實驗、燃氣溫度測試結(jié)果不確定度分析、燃氣溫度測試系統(tǒng)校準(zhǔn)分析等。

基于多波長光譜輻射火箭發(fā)動機燃氣溫度測試目錄

目錄
前言　
第1章　緒論　1　
1.1　常用固體推進劑燃燒溫度測量方法　2　
1.1.1　熱電偶溫度測量方法　2　
1.1.2　其他溫度測量方法　3　
1.2　火箭發(fā)動機燃氣溫度測試方法應(yīng)用現(xiàn)狀　8　
1.2.1　接觸式測溫法的應(yīng)用研究現(xiàn)狀　8　
1.2.2　非接觸式測溫法的應(yīng)用研究現(xiàn)狀　8　
1.3　火箭發(fā)動機燃氣溫度測試難點分析　11　
1.4　本章小結(jié)　13　
第2章　溫度測量基礎(chǔ)　14　
2.1　溫度測量的基本術(shù)語　14　
2.1.1　關(guān)于溫度　14　
2.1.2　關(guān)于溫標(biāo)　14　
2.1.3　溫度量值溯源　15　
2.2　接觸式溫度測量　16　
2.2.1　電阻溫度計　16　
2.2.2　熱電偶溫度計　17　
2.3　輻射溫度測量　18　
2.3.1　輻射測溫的基本概念　19　
2.3.2　輻射測溫的理論基礎(chǔ)　21　
2.3.3　常用輻射測溫方法　23　
2.3.4　輻射測溫的幾個重要概念　25　
2.4　本章小結(jié)　27　
第3章　多波長光譜輻射燃氣溫度測試　28　
3.1　燃燒室燃氣的熱輻射特性　29　
3.1.1　光譜輻射機理與溫度的關(guān)系　29　
3.1.2　燃氣熱輻射光譜特性分析　30　
3.1.3　發(fā)動機燃燒室黑體特性分析　31　
3.2　多波長光譜輻射燃氣溫度測試原理　33　
3.2.1　發(fā)射率和光譜發(fā)射率對輻射測溫的影響分析　33　
3.2.2　基于普朗克定律的多光譜輻射測溫　34　
3.2.3　光譜數(shù)據(jù)處理　35　
3.2.4　燃氣熱輻射光譜曲線特征驗證　38　
3.3　本章小結(jié)　40　
第4章　多波長光譜輻射燃氣溫度測試系統(tǒng)組成　41　
4.1　燃氣溫度測試系統(tǒng)總體設(shè)計　41　
4.2　多波長光譜儀　41　
4.3　測控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)　44　
4.4　光譜傳輸系統(tǒng)　45　
4.5　燃氣溫度測試系統(tǒng)參數(shù)選擇　46　
4.5.1　光譜波段選擇　46　
4.5.2　光譜分析儀其他參數(shù)選擇　46　
4.6　本章小結(jié)　47　
第5章　燃氣溫度測試系統(tǒng)標(biāo)定及測量驗證　48　
5.1　測溫系統(tǒng)標(biāo)定原理　48　
5.1.1　光譜高溫儀測量模型　48　
5.1.2　光譜高溫儀標(biāo)定　50　
5.2　黑體爐標(biāo)定分析　52　
5.2.1　黑體爐標(biāo)定裝置構(gòu)成　54　
5.2.2　黑體爐標(biāo)定實驗結(jié)果分析　55　
5.3　鎢絲燈溫度測量驗證　56　
5.3.1　鎢絲燈溫度測量實驗系統(tǒng)　56　
5.3.2　鎢絲燈溫度測量結(jié)果分析　56　
5.4　本章小結(jié)　57　
第6章　燃氣溫度測試系統(tǒng)校準(zhǔn)　58　
6.1　校準(zhǔn)目的與要求　58　
6.1.1　校準(zhǔn)目的與定義　58　
6.1.2　校準(zhǔn)的依據(jù)與要求　58　
6.2　校準(zhǔn)方法與設(shè)備　59　
6.2.1　測溫系統(tǒng)需要校準(zhǔn)的計量特性　59　
6.2.2　測溫系統(tǒng)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)及配套設(shè)備　59　
6.2.3　測溫系統(tǒng)校準(zhǔn)方法和步驟　61　
6.2.4　測溫系統(tǒng)校準(zhǔn)不確定度　62　
6.2.5　測溫系統(tǒng)校準(zhǔn)實例　63　
6.3　本章小結(jié)　64　
第7章　非充氣式測溫系統(tǒng)設(shè)計與流場仿真　65　
7.1　非充氣式測溫系統(tǒng)組成與設(shè)計　65　
7.1.1　非充氣式測溫發(fā)動機總體設(shè)計　66　
7.1.2　壓強數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)　79　
　7.2　非充氣式測溫火箭發(fā)動機內(nèi)流場數(shù)值仿真　80　
7.2.1　非充氣式測溫火箭發(fā)動機數(shù)值仿真模型　80　
7.2.2　測溫火箭發(fā)動機尺寸對軸心溫度的影響　85　
7.2.3　散熱損失對軸心溫度的影響　86　
7.3　本章小結(jié)　92　
第8章　非充氣式火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試　93　
8.1　推進劑理論燃燒溫度計算　93　
8.2　燃氣溫度測試實驗方案　94　
8.3　火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　94　
8.3.1　P1推進劑燃燒室火焰溫度測試結(jié)果　94　
8.3.2　P2推進劑燃燒室火焰溫度測試結(jié)果　96　
8.3.3　P3推進劑燃燒室火焰溫度測試結(jié)果　97　
8.4　本章小結(jié)　98　
第9章　充氣式測溫系統(tǒng)設(shè)計與流場仿真　99　
9.1　充氣式測溫系統(tǒng)組成與設(shè)計　99　
9.1.1　充氣式測溫發(fā)動機詳細設(shè)計　99　
9.1.2　充氣系統(tǒng)　103　
9.2　充氣式測溫火箭發(fā)動機數(shù)值仿真模型　104　
9.2.1　物理模型和網(wǎng)格　104　
9.2.2　邊界條件　105　
9.3　充氣式測溫火箭發(fā)動機數(shù)值仿真結(jié)果及分析　105　
9.3.1　工況一條件下火箭發(fā)動機內(nèi)流場數(shù)值仿真　106　
9.3.2　工況二條件下火箭發(fā)動機內(nèi)流場數(shù)值仿真　115　
9.4　本章小結(jié)　126　
第10章　熱電偶測溫系統(tǒng)　127　
10.1　熱電偶測溫原理與選用　127　
10.1.1　熱電偶測溫原理　127　
10.1.2　熱電偶選用原則　128　
10.1.3　發(fā)動機測溫用鎢錸熱電偶的選用　128　
10.2　鎢錸熱電偶測溫系統(tǒng)組成　129　
10.2.1　系統(tǒng)組成原理　129　
10.2.2　鎢錸熱電偶傳感器　130　
10.2.3　熱電偶信號采集處理器　132　
10.2.4　鎢錸熱電偶測溫系統(tǒng)軟件　133　
10.3　鎢錸熱電偶校準(zhǔn)　138　
10.3.1　300～1500℃鎢錸熱電偶校準(zhǔn)　138　
10.3.2　1500～2300℃鎢錸熱電偶校準(zhǔn)　139　
10.4　發(fā)動機鎢錸熱電偶測溫系統(tǒng)的測量不確定度分析　139　
10.4.1　鎢錸熱電偶校準(zhǔn)不確定度分量u1　139　
10.4.2　保護支撐套管對熱電偶測頭的導(dǎo)熱影響u2　141　
10.4.3　熱電偶信號采集器測量不確定度分量u3　141　
10.4.4　合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度　141　
10.5　本章小結(jié)　142　
第11章　充氣式火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試　143　
11.1　推進劑理論燃燒溫度計算　143　
11.2　燃氣溫度測試實驗方案　143　
11.3　火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　144　
11.3.1　F1推進劑發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　145　
11.3.2　F2推進劑發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　147　
11.3.3　F3推進劑發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測試結(jié)果及分析　150　
11.4　本章小結(jié)　153　
第12章　燃溫測試結(jié)果重現(xiàn)性與相關(guān)性分析　154　
12.1　測試結(jié)果重現(xiàn)性分析　154　
12.1.1　鎢錸熱電偶測試結(jié)果重現(xiàn)性分析　154　
12.1.2　多波長光譜儀燃溫測試結(jié)果重現(xiàn)性分析　159　
12.1.3　小結(jié)　164　
12.2　鎢錸熱電偶法與多波長光譜測溫法相關(guān)性分析　164　
12.3　本章小結(jié)　166　
第13章　燃溫測試軟件及操作范例　167　
13.1　燃溫測試軟件介紹　167　
13.1.1　編程環(huán)境　167　
13.1.2　工作流程　167　
13.1.3　軟件模塊　168　
13.2　范例　169　
13.2.1　初始化模塊　169　
13.2.2　校準(zhǔn)模塊　170　
13.2.3　溫度測量模塊　172　
13.2.4　數(shù)據(jù)處理軟件　174　
13.3　本章小結(jié)　175　
參考文獻　176

展開全部

基于多波長光譜輻射火箭發(fā)動機燃氣溫度測試節(jié)選

第1章緒論火箭發(fā)動機是利用反作用產(chǎn)生推力的噴氣推進動力裝置，是各類火箭、導(dǎo)彈和航天器*主要的動力來源。按發(fā)動機中初始能源類型的不同，可分為化學(xué)火箭發(fā)動機、核能火箭發(fā)動機、電能火箭發(fā)動機和太陽能火箭發(fā)動機等。其中，化學(xué)火箭發(fā)動機按推進劑的物態(tài)又可分為固體火箭發(fā)動機和液體火箭發(fā)動機。相比于液體火箭發(fā)動機，固體火箭發(fā)動機具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、操作方便、使用安全和能夠長期儲存等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于航天、國防等領(lǐng)域。因為固體火箭發(fā)動機的廣泛應(yīng)用，對其性能要求也越來越高。燃燒溫度是影響固體推進劑能量大小的重要因素。比沖是固體推進劑以及固體火箭發(fā)動機的能量特性參數(shù)，也是評定火箭發(fā)動機性能的重要參考指標(biāo)，比沖與燃燒溫度的平方根成正比，提高比沖的主要途徑之一是選擇高能推進劑，提高燃燒溫度。固體推進劑的燃燒是一種劇烈發(fā)光發(fā)熱的物理化學(xué)過程，固體推進劑燃燒溫度及其分布是燃燒診斷實驗的主要任務(wù)之一[3]，可用于預(yù)測推進劑燃燒中的化學(xué)物理過程，增強對推進劑燃燒機理的認(rèn)識，為固體推進劑燃燒過程的數(shù)學(xué)建模、固體推進劑配方調(diào)節(jié)提供參考依據(jù)[4]。另一方面，固體推進劑燃燒溫度可為火箭發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計提供指導(dǎo)。推進劑燃燒產(chǎn)生的燃氣，其溫度可以表征燃燒室內(nèi)流場及發(fā)動機羽流的特征，為發(fā)動機內(nèi)彈道性能預(yù)測提供參考，也可作為發(fā)動機內(nèi)流場數(shù)值仿真正確與否的判斷依據(jù)，對改進發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計和減弱紅外輻射信號有著重要的指導(dǎo)意義。同時，推進劑燃燒溫度也是火箭發(fā)動機熱防護設(shè)計的重要參數(shù)。某些高能火箭發(fā)動機燃燒室中的燃氣溫度可達3500°C，高溫燃氣與殼體之間存在強烈的熱量交換現(xiàn)象，為防止燃燒室殼體結(jié)構(gòu)強度降低甚至出現(xiàn)損壞而影響發(fā)動機的結(jié)構(gòu)完整性，需要在殼體內(nèi)部噴覆絕熱層；而噴管的熱防護設(shè)計在于盡可能使噴管型面在發(fā)動機工作過程中不改變或少改變，使殼體壁面溫度控制在允許范圍內(nèi)，起到絕熱耐燒蝕的作用，因此需要選擇有效的熱防護材料。燃燒室的熱防護設(shè)計直接影響到發(fā)動機的安全可靠性，而噴管的熱防護設(shè)計則決定發(fā)動機的實際工作性能。推進劑燃燒溫度可以作為絕熱層燒蝕性能評價指標(biāo)，為發(fā)動機絕熱層優(yōu)化設(shè)計提供參考依據(jù)。固體推進劑的燃燒溫度可以從三個方面進行測量，即固體推進劑在空氣中的燃燒溫度、在發(fā)動機腔體內(nèi)的燃燒溫度、發(fā)動機工過程中尾焰溫度。受技術(shù)發(fā)展的限制，現(xiàn)有的測量結(jié)果可以溯源的測量方法和設(shè)備，只能進行固體推進劑在空氣中的燃燒溫度和發(fā)動機工作過程中尾焰溫度的測量，但這兩種測量結(jié)果無法真實反映發(fā)動機工作工程中的溫度變化，且測量溫度不能超過3000K。固體火箭發(fā)動機腔體內(nèi)火焰燃燒狀況比較復(fù)雜，是在高溫、高壓和很窄的空間中進行的高速化學(xué)反應(yīng)，并涉及熔化、汽化、升華、分散、傳熱、擴散和流動物理過程；從點火到腔體內(nèi)溫度到達平衡態(tài)，初始工作時間較短，燃氣溫度變化呈現(xiàn)階躍特性，從室溫上升到三四千開爾文，只需幾十毫秒，甚至幾毫秒，現(xiàn)有的常規(guī)測量方法和設(shè)備很難滿足溫度測量的動態(tài)特性和測量范圍需求，從溫度測量的數(shù)據(jù)無法準(zhǔn)確獲取發(fā)動機腔體內(nèi)燃氣溫度變化的全過程。從比沖、發(fā)動機內(nèi)彈道性能預(yù)測和熱防護設(shè)計需求來看，所需的溫度都是具有統(tǒng)計意義宏觀的燃氣溫度，也就是體現(xiàn)燃氣內(nèi)能的溫度，而燃燒過程中存在的極少數(shù)非平衡態(tài)分子、離子和電子所具有的溫度既難于測量和評價，又對比沖、發(fā)動機內(nèi)彈道性能預(yù)測和熱防護影響很小。以固體火箭發(fā)動機燃燒室燃氣作為溫度測量對象，開展基于統(tǒng)計意義宏觀的推進劑燃燒溫度測試，在不考慮散熱損失的條件下，其測試結(jié)果能夠比較真實反映發(fā)動機實際工作狀態(tài)，為比沖設(shè)計、發(fā)動機內(nèi)彈道性能預(yù)測提供依據(jù)，同時對于發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱防護設(shè)計具有很高的參考價值。進行高溫燃氣溫度測量方法的研究，對提高我國固體火箭發(fā)動機設(shè)計水平，具有重大意義，同時應(yīng)用到其他領(lǐng)域，也有廣闊的應(yīng)用前景。因此，開展固體火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度測量技術(shù)和測量方法研究具有極其重要的意義。 1.1常用固體推進劑燃燒溫度測量方法絕大多數(shù)固體推進劑的火焰溫度在1000K到4000K之間，燃燒室燃氣溫度呈現(xiàn)階躍上升特征；燃燒室內(nèi)還具有高壓、多相流的特點，燃氣具有一定流動動能，燃燒產(chǎn)物成分復(fù)雜。因此，受測量環(huán)境、測量條件以及測量范圍的限制，對火箭發(fā)動機燃燒室燃氣溫度進行測試并具有較高測量準(zhǔn)確性的測試方法并不多，尤其是針對燃燒在2500K以上固體火箭發(fā)動機的溫度測試。固體推進劑燃燒溫度的測量一直是固體火箭發(fā)動機研究領(lǐng)域的熱點。按照測量原理分類，可將燃燒溫度測量方法分為接觸式測溫方法和非接觸式測溫方法，如圖1-1所示[5-7]。 1.1.1熱電偶溫度測量方法由于熱電偶溫度計可以溯源到國家基準(zhǔn)，量值傳遞可以保證，產(chǎn)品豐富，技術(shù)成熟，且測試成本相對較低，一直以來，在固體火箭發(fā)動燃氣溫度測試領(lǐng)域使用較為普遍，尤其是對于燃氣溫度在2300°C以下的測試。熱電偶測溫原理是基于熱電效應(yīng)[8]:兩種不同的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體）組成回路，兩端相互連接時，只要兩結(jié)點處的溫度不同，回路中將產(chǎn)生一個電動勢，電動勢的大小和方向與導(dǎo)體的材料及兩結(jié)點的溫度有關(guān)，通過測量電動勢的大小就可以實現(xiàn)測溫的目的。熱電偶具有裝置簡單、可測得被測物體真溫、精度高等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于固體粉塵、氣體等環(huán)境下的溫度測量[9-11]。但由于熱電偶響應(yīng)速度慢、測量溫度上限低[12，13]，這種方法的應(yīng)用受到限制。采用鎢錸熱電偶進行測量，多次使用溫度可到2300°C，短期使用溫度可達2800°C。*高使用溫度可到3000C。但是對于高響應(yīng)、高動態(tài)的固體火箭發(fā)動機燃氣溫度的測量存在如下問題。（1）發(fā)動機燃氣產(chǎn)物復(fù)雜，有些成分對鎢錸熱電偶具有腐蝕作用，易污染。（2）要求熱敏感頭響應(yīng)快，鎢錸絲直徑小，則強度低，易損壞。（3）測溫上限無法滿足高能推進劑燃氣溫度的測量。（4）溫度轉(zhuǎn)換為電信號值小，易受到測量現(xiàn)場的電磁干擾，尤其是工頻干擾，在儀器的選用和現(xiàn)場布線上需要采取特殊措施。 1.1.2其他溫度測量方法在固體推進劑燃燒溫度的測量方法的應(yīng)用上，熱電偶測溫結(jié)果可以溯源到國家基準(zhǔn)，具有相當(dāng)?shù)臏y量準(zhǔn)確性，從設(shè)備的可獲得性和方法的可實現(xiàn)性方面具有優(yōu)勢；其他方法更多的是原理的探索與研究，其測量結(jié)果的準(zhǔn)確性無法驗證，設(shè)備不易獲得，尤其是一些方法難于實現(xiàn)燃燒室燃氣溫度的測量，因此只作簡單介紹。 1.等離子體測溫法高溫火焰中存在大量的離子和電子，整體表現(xiàn)為電中性，可以當(dāng)作一種等離子體。在火焰中施加電場后，其中的離子和電子便會產(chǎn)生定向運動形成電流。電流大小與離子和電子的密度有關(guān)，離子和電子的密度隨火焰溫度變化[14]。因此，電流的大小可以反映火焰溫度的變化，這就是等離子體測溫法測量燃氣溫度的理論基礎(chǔ)。 2.光纖測溫法光纖傳感技術(shù)是伴隨著光導(dǎo)纖維和光纖通信技術(shù)發(fā)展而應(yīng)用產(chǎn)生的一種新的傳感技術(shù)。光纖測溫法的基本原理是利用光導(dǎo)纖維材料溫度不同，光傳輸?shù)奶匦圆煌瑏頊y量溫度[15]。比較常見的是藍寶石光纖黑體腔測溫法[16]，這種方法將光纖技術(shù)和輻射測溫技術(shù)結(jié)合起來，其實現(xiàn)過程是：將藍寶石光纖的一端鍍一層敏感材料薄膜形成黑體空腔，通過測量黑體空腔熱平衡所產(chǎn)生的輻射能即可得到被測對象的溫度[17]。此方法解決了熱電偶測溫動態(tài)響應(yīng)差的問題，具有較高的溫度測量上限。 3.光學(xué)干涉成像法在光學(xué)成像法中，激光散斑照相法、紋影法、干涉儀法和激光全息干涉法都是基于光的干涉原理，這幾種方法又可統(tǒng)稱為光學(xué)干涉成像法。它們的測量原理是將溫度場中各處光譜折射率的變化轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N光參量的變化，并記錄在感光膠片上，以便定性或定量地分析[18]。對于燃燒火焰而言，首先要測量火焰的折射率分布[19]，根據(jù)折射率和密度的正比關(guān)系，采用理想氣體狀態(tài)方程從密度場中獲得所需的溫度場數(shù)據(jù)。 4.CCD成像法計算機技術(shù)、光學(xué)技術(shù)和數(shù)學(xué)方法的高速發(fā)展，使得利用數(shù)字圖像處理技術(shù)重建溫度場成為可能：利用CCD（電荷耦合器件）獲取視頻信號，經(jīng)過圖像卡量化處理后送入計算機，再由計算機進行相應(yīng)的處理，*后獲得溫度分布的相關(guān)信息[2。]。CCD成像法的測溫原理是基于CCD攝像所包含的色度信息和光譜輻射理論，具有耐灼傷、圖像清晰度高、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點[21]。但對于高溫火焰，由于亮度太高，會導(dǎo)致部分色彩失真，影響測量結(jié)果。 5.瑞利散射和拉曼散射光譜法瑞利散射和拉曼散射是由分子的轉(zhuǎn)動和振動能級改變產(chǎn)生的。頻率為％的單色光入射到尺寸遠小于波長的分子后，分子會產(chǎn)生頻率為散射光譜，通常采用可見光波段激光器實現(xiàn)這一過程。在散射光譜中，激發(fā)線處頻率為的彈性散射稱為瑞利散射，頻率與％不同的散射稱為拉曼散射，拉曼散射的強度明顯低于瑞利散射[3]。拉曼散射線與瑞利散射線之間的頻率差與入射光頻率無關(guān)，而與介質(zhì)分子的振動、轉(zhuǎn)動能級有關(guān)，與入射光強度和介質(zhì)分子濃度成正比[22]。瑞利散射的光譜強度正比于氣體分子數(shù)密度，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程可知，密度是氣體溫度的函數(shù)，因此可以根據(jù)光譜強度的變化得到氣體的溫度數(shù)據(jù)。瑞利散射信號強，但因來自所有氣體組分的瑞利散射落到與入射光束相同的光譜波段，不能區(qū)分單個氣體組分，并且受顆粒Mie散射、背景光散射和火焰輻射的干擾，難以用瑞利型半寬度變化測溫度，這些缺點主要限制它應(yīng)用于某些干凈流場的測量。拉曼光譜的光強正比于氣體分子數(shù)，由玻爾茲曼分布可以通過光強的變化得到氣體溫度數(shù)據(jù)。在拉曼散射光譜中，頻率為光譜叫作斯托克斯光譜，頻率為的光譜叫作反斯托克斯光譜。根據(jù)入射光源的不同形式又分為自發(fā)拉曼散射和受激拉曼散射。由于自發(fā)拉曼散射信號微弱和非相干性的特點，對于許多具有光亮背景和熒光干擾的實際體系，它的應(yīng)用受到一定的限制，而受激拉曼散射能大幅度提高測量的信噪比，具有更好的實用性。溫度測量研究中常用的是相干反斯托克斯拉曼散射法（CARS）[23]，它基于受激拉曼散射原理，具有方向性強、抗噪聲和熒光性能好、脈沖效率高和所需脈沖輸入能量小等優(yōu)點，適合于含有高濃度顆粒的兩相流場非清潔火焰的溫度診斷。 6.激光誘導(dǎo)熒光法分子（或原子）產(chǎn)生熒光的外部激勵方式很多，如電子轟擊、化學(xué)反應(yīng)、加熱或光子吸收，用頻率可調(diào)的激光器照射產(chǎn)生激光誘導(dǎo)熒光。激光誘導(dǎo)熒光法測溫是通過測量熒光強度隨激發(fā)光譜波長的變化，從而得到基態(tài)轉(zhuǎn)動能級或者振動能級分子數(shù)的分布，然后根據(jù)玻爾茲曼公式計算出體系的溫度[24]。激光誘導(dǎo)熒光是一種電子吸收與發(fā)射過程，會產(chǎn)生較強的信號，具有較高的空間分辨力。拉曼散射可在任何紫外波長下激勵產(chǎn)生，但熒光的產(chǎn)生要求精確的激勵頻率，必須要把電子基態(tài)下處于特定轉(zhuǎn)動、振動能級的分子激發(fā)到受激電子態(tài)下特定的轉(zhuǎn)動、振動能級。在燃燒過程研究中，當(dāng)作為溫度測量對象的樣品濃度低于自發(fā)拉曼或相干拉曼光譜探測靈敏度所要求的濃度時，激光誘導(dǎo)熒光法就是一種更為有效的探測方法。激光誘導(dǎo)熒光法在處理不同能級上的猝熄效應(yīng)時存在困難，而且在對非穩(wěn)態(tài)火焰的測量和空間分辨能力方面都存在弱點。 7.發(fā)射吸收光譜法譜線反轉(zhuǎn)法是發(fā)射吸收法的*早形式，*常見的是鈉D線反轉(zhuǎn)法。其基本原理是在火焰中均勻地加入微量鈉鹽，可以選取鈉在燃燒時產(chǎn)生的兩條特征譜線（通常為589.0nm和589.6nm），當(dāng)譜線在比較光源的連續(xù)光譜中消失時，說明鈉的譜線與連續(xù)光譜融為一體，此時光源的亮度值就等于火焰燃燒溫度[25]。譜線反轉(zhuǎn)法裝置簡單，適用于實驗室中火焰穩(wěn)定、測量方向溫度梯度不大的場合，主要用于靜態(tài)火焰測溫方面。由于受到背景光源亮度變化范圍的限制，其測溫范圍在1000～2800K。發(fā)射吸收法實際上是譜線反轉(zhuǎn)法的擴展，光源發(fā)射的光輻射能量通過火焰時，一部分被火焰吸收，這時不需要把光源亮

商品評論(0條)

寫書評賺書幣

暫無評論……

書友推薦