利用激光诱导炽光法定量测量柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数 被引量：12

1

作者 唐青龙 张鹏 +1 位作者 刘海峰 尧命发 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第5期980-988,共9页

激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法.本文介绍了LII的基本原理以及LII实现定量测量的常见标定方法,建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试... 激光诱导炽光(LII)法是一种用于测量火焰中碳烟体积分数的光学测试方法.本文介绍了LII的基本原理以及LII实现定量测量的常见标定方法,建立了一套基于双色法-激光诱导炽光法(2C-LII)的用于柴油机缸内燃烧过程碳烟体积分数定量测量的测试系统,该测试系统采用双成像原理,可以实现多点标定和全视场范围内的碳烟体积分数测量.在一台工作在1200 r?min-1、喷油量21 mg的光学单缸柴油机上,研究了60、100和140MPa三个不同喷油压力下,缸内燃烧过程碳烟的分布情况,结果表明,碳烟自发光出现在燃烧放热率峰值之后,且随着喷油压力提高,碳烟发光持续期缩短,碳烟发光强度降低.测试区域内火焰中的碳烟体积分数范围约为0-50×10-6.不同喷油压力下,碳烟生成初期、碳烟峰值和碳烟氧化三个阶段内平均碳烟体积分数的范围分别是:5×10-6-9×10-6,15×10-6-20×10-6和14×10-6-16×10-6.喷油压力提高后火焰中的碳烟分布区域面积增大,平均碳烟体积分数减小,碳烟体积分数的空间分布趋于均匀. 展开更多

关键词 激光诱导炽光法 柴油机 碳烟 定量测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

用激光诱导炽光法定量测量火焰中的碳烟浓度 被引量：24

2

作者 何旭 马骁 王建昕 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期344-349,共6页

激光诱导炽光法作为一种非接触激光诊断技术,可以用来测量火焰中的二维碳烟体积分数分布,具有高的时间和空间分辨率.对于定量碳烟体积分数测试,需要对LII信号进行校准,来获得绝对的二维碳烟体积分数分布.近年来一种基于双色测温原理的... 激光诱导炽光法作为一种非接触激光诊断技术,可以用来测量火焰中的二维碳烟体积分数分布,具有高的时间和空间分辨率.对于定量碳烟体积分数测试,需要对LII信号进行校准,来获得绝对的二维碳烟体积分数分布.近年来一种基于双色测温原理的校准方法由于具有实现简单、测试精度高、可以在线进行标定等特点得到推广和使用.搭建了一套LII二维测试系统,获得了乙烯扩散火焰的碳烟体积分数分布二维图像.根据双色测温原理采用校准系统,对二维碳烟分布图像进行标定,获得绝对碳烟体积分数.结果显示,乙烯火焰中的碳烟最浓区分布在火焰的外侧,碳烟体积分数随火焰高度增加而增大,达到最大值后碳烟体积分数在氧化作用下开始逐渐降低,直至完全消失.研究结果验证了此套LII测试系统的有效性,可以用来进行碳烟体积分数定量测试. 展开更多

关键词 激光诱导炽光法 碳烟 扩散火焰 燃烧

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于激光诱导炽光法的柴油喷雾燃烧碳烟生成特性 被引量：8

3

作者 陈亮 成晓北 +2 位作者 颜方沁 郑亮 王志 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期390-396,共7页

采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料... 采用激光诱导炽光法(LII),对高温高压定容燃烧弹内柴油喷雾燃烧火焰及碳烟生成的二维分布图像进行了测量分析,研究了在不同定容室环境温度、环境压力和喷射压力下燃烧火焰和油气混合特性对碳烟生成与分布的影响规律.结果表明:柴油燃料滞燃期会随环境温度和环境压力的升高而缩短;扩散燃烧火焰的浮起长度内空气卷吸量是影响碳烟形成过程的一个重要因素,高的环境温度和环境压力,以及低的喷油压力会产生较短的柴油火焰浮起长度;高的柴油喷射压力、低的环境压力和温度所产生的LII信号强度较弱,即此时激光片光内的碳烟体积分数较小.在喷雾混合中自然形成的混合气浓度分层和温度分层,既影响到混合气的着火和燃烧过程,又诱发碳烟颗粒的产生,研究结果对优化燃烧系统设计,验证燃烧模型提供了有价值的依据. 展开更多

关键词 激光诱导炽光法 定容燃烧弹 火焰浮起长度 碳烟体积分数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于激光诱导炽光法进行碳烟测量的研究进展 被引量：6

4

作者 刘福水 花阳 +2 位作者 吴晗 高永利 吴昊 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-12,共12页

激光诱导炽光法(Laser Induced Incandesence,LⅡ)是一种非接触式的光学诊断方法,可获得激光片光照射薄层内瞬时碳烟的二维分布,具有较高的时间与空间分辨率,已经成为一种重要的碳烟测量技术。本文首先介绍了LⅡ技术的发展历程和基本原... 激光诱导炽光法(Laser Induced Incandesence,LⅡ)是一种非接触式的光学诊断方法,可获得激光片光照射薄层内瞬时碳烟的二维分布,具有较高的时间与空间分辨率,已经成为一种重要的碳烟测量技术。本文首先介绍了LⅡ技术的发展历程和基本原理,然后从数值模拟、定性和定量测量3个方面详细综述了LⅡ用于碳烟测量的技术方法以及国内外的研究进展,并对今后的发展提出了建议。实现定量测量的标定方法主要有采样法、LⅡ结合消光法(Light Extinction Method,LEM)和双色法LⅡ(2-Color Laser Induced Incandesence,2C-LⅡ),其中2C-LⅡ因实现相对简单,可以在线实时标定,因此在国内外获得了较大的发展。本文通过总结国内外LⅡ技术在测量碳烟方面的研究成果,希望让国内同行了解该方法的研究现状以及该方法在揭示碳烟生成氧化机理方面的重要作用,为其今后的发展提供一些参考。 展开更多

关键词 激光诱导炽光法(LⅡ) 碳烟 定量测量 光学诊断 研究进展

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光诱导炽光法定量测量碳烟 被引量：7

5

作者 岳宗宇 张鹏 +3 位作者 陈贝凌 刘海峰 郑尊清 尧命发 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期434-443,共10页

利用激光诱导炽光法和高温双色法相结合,得出碳烟体积分数的量化结果;利用碳烟炽光信号衰减速率和炽光物理模型分析得出碳烟粒径的量化结果.分析讨论了LII模型对于不同压力范围内模型的适用性.搭建了LII测试系统,在一台协流部分预混燃... 利用激光诱导炽光法和高温双色法相结合,得出碳烟体积分数的量化结果;利用碳烟炽光信号衰减速率和炽光物理模型分析得出碳烟粒径的量化结果.分析讨论了LII模型对于不同压力范围内模型的适用性.搭建了LII测试系统,在一台协流部分预混燃烧器上开展了实验,燃料以正庚烷和甲苯作为基础,分别添加乙醇和正丁醇.实验结果显示,含氧燃料的添加有效降低了火焰中碳烟的生成量,同时验证了LII测试系统及定量测试方法的实用性. 展开更多

关键词 碳烟 激光诱导炽光法 协流部分预混火焰 含氧生物燃料

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光诱导炽光法与消光法诊断烧蚀羽烟消光性能 被引量：2

6

作者 刘卫平 马志亮 +2 位作者 张振荣 周孟莲 韦成华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期94-98,共5页

为了研究流场中碳纤维增强环氧树脂复合材料在激光辐照时产生的烧蚀羽烟对入射激光的屏蔽效应,通过对朗伯-比尔定律进行分析,得到了评价羽烟消光性能的平均质量消光系数的表达式,其与羽烟场浓度和激光透过率相关。采用激光诱导炽光法(L... 为了研究流场中碳纤维增强环氧树脂复合材料在激光辐照时产生的烧蚀羽烟对入射激光的屏蔽效应,通过对朗伯-比尔定律进行分析,得到了评价羽烟消光性能的平均质量消光系数的表达式,其与羽烟场浓度和激光透过率相关。采用激光诱导炽光法(LII)和激光消光法,搭建了羽烟消光性能联合诊断实验平台,使待测激光落于LII的激发光平面上,通过同步采集待测激光的透过率和LII信号,获得激发光平面上羽烟浓度场和激光消光比,得到羽烟在不同气流速度下的平均质量消光系数。实验得到气流速度为7,10,20m/s时羽烟对1064nm激光的归一化质量消光系数分别为2.51,1.08,1.00。实验发现,质量消光系数受到气流速度影响,当气流速度较低时质量消光系数曲线波动幅度大,且曲线均值较大;当气流速度较高时质量消光系数趋于稳定且均值较小。 展开更多

关键词 激光诱导炽光法 消光法 质量消光系数 碳纤维复合材料 烧蚀羽烟

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于LII法醇类燃料GDI发动机的碳烟生成机制

7

作者 张玉林 苏岩 +3 位作者 解方喜 杨鹤 王俊 田华宇 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期498-506,共9页

为研究醇类燃料对汽油直喷(GDI)发动机缸内燃烧过程中碳烟生成的影响,应用双色激光诱导炽光(TCLII)法,通过一台单缸GDI光学发动机,对燃用甲醇混合燃料(M20)和乙醇混合燃料(E20)的缸内碳烟分布进行了二维定量测量.结果表明:与燃用纯异辛... 为研究醇类燃料对汽油直喷(GDI)发动机缸内燃烧过程中碳烟生成的影响,应用双色激光诱导炽光(TCLII)法,通过一台单缸GDI光学发动机,对燃用甲醇混合燃料(M20)和乙醇混合燃料(E20)的缸内碳烟分布进行了二维定量测量.结果表明:与燃用纯异辛烷(I100)相比,M20和E20的缸内压力峰值和放热率峰值均有所增加,对应的曲轴转角提前.对于LII测量,M20与E20对缸内碳烟生成的影响呈相反的趋势;E20的最高碳烟体积分数略高于I100,M20的碳烟体积分数是3种测试燃料中最低的,显著低于E20和I100;在测量平面上,I100的碳烟分布不均匀,在靠近进气门的一侧碳烟较多,M20和E20的碳烟分布相对比较均匀.根据排气微粒测量结果,M20和E20的微粒总数量浓度均显著减少. 展开更多

关键词 汽油直喷发动机 双色激光诱导炽光法 醇类 碳烟

在线阅读 下载PDF 职称材料

掺混甲醇对汽油层流扩散火焰碳烟生成的影响 被引量：5

8

作者 刘福水 花阳 +2 位作者 吴晗 何旭 吴昊 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期60-67,共8页

在一台协流扩散燃烧器上,应用双色激光诱导炽光法(TC-LII)得到了火焰内二维碳烟体积分数分布.在燃料流量和碳流量一定时,研究了甲醇掺混比对汽油火焰碳烟生成的影响.结果表明:燃料流量一定时,与纯汽油相比,M20(甲醇体积分数为20%),、M40... 在一台协流扩散燃烧器上,应用双色激光诱导炽光法(TC-LII)得到了火焰内二维碳烟体积分数分布.在燃料流量和碳流量一定时,研究了甲醇掺混比对汽油火焰碳烟生成的影响.结果表明:燃料流量一定时,与纯汽油相比,M20(甲醇体积分数为20%),、M40、M60和M80的峰值碳烟分别降低了50.7%,、74.8%,、91.0%,和97.8%,,平均碳烟分别降低了53.4%,、85.6%,、97.3%,和99.8%,.碳流量一定时,峰值和平均碳烟的降幅相比燃料流量一定时略有降低.这表明燃料流量一定时,甲醇掺混引发的碳元素质量流量的降低对碳烟降低的贡献很小,甲醇对碳烟的降低主要通过对燃料中芳烃的稀释作用及化学反应动力学的影响.火焰整体碳烟生成的起始高度随甲醇掺混比的增加而升高.火焰中心碳烟的起始高度在燃料流量一定时,随甲醇掺混比的增加而降低,碳流量一定时,随甲醇掺混比的增加略有升高.火焰中心碳烟体积分数随高度的增加,呈3段变化趋势.不同高度上,火焰径向碳烟峰值随火焰高度的上升由火焰外侧向中心移动,且峰值先增加后降低. 展开更多

关键词 汽油 甲醇 碳烟 层流扩散火焰 双色激光诱导炽光法

在线阅读 下载PDF 职称材料

正庚烷喷雾扩散火焰中碳烟体积分数的定量测量 被引量：7

9

作者 郑亮 肖国炜 +1 位作者 王建昕 帅石金 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期14-19,共6页

激光诱导炽光法(LII)是研究火焰中碳烟体积分数和粒径的重要光学测试方法,但要实现碳烟体积分数的定量测量尚有很大难度.建立了用激光消光法(LEM)进行定量标定的LII测试系统,在定容燃烧弹中实现了喷雾扩散火焰中碳烟体积分数的定量测量... 激光诱导炽光法(LII)是研究火焰中碳烟体积分数和粒径的重要光学测试方法,但要实现碳烟体积分数的定量测量尚有很大难度.建立了用激光消光法(LEM)进行定量标定的LII测试系统,在定容燃烧弹中实现了喷雾扩散火焰中碳烟体积分数的定量测量.结果表明,将LII和LEM的测试结果相关联,可以用来判定每一次LII测试是否受到了信号俘获现象的影响,通过合理去除无效点,可以有效地降低信号俘获现象对标定结果的影响.应用该测试系统研究了正庚烷喷雾扩散火焰的碳烟生成特性,当初始环境温度从800,K升高至823,K时,正庚烷喷雾扩散火焰中的峰值碳烟体积分数升高,并且碳烟初始生成位置更靠近喷嘴. 展开更多

关键词 正庚烷 激光诱导炽光法 激光消光法 碳烟体积分数 定容燃烧弹 喷雾扩散火焰

在线阅读 下载PDF 职称材料

柴油掺混PODE_n的燃烧和碳烟生成可视化 被引量：4

10

作者 马跃 马骁 +1 位作者 孙帅帅 王建昕 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期289-296,共8页

聚甲氧基二甲醚(PODE_n)是一种柴油添加剂,近年来煤化工制备PODE_n的工艺获得突破,使得PODE_n具备了大规模应用的条件.由于高氧质量分数和高十六烷值的特点,PODE_n可显著降低柴油机碳烟排放.在高温、高压定容燃烧弹上利用OH化学发光摄... 聚甲氧基二甲醚(PODE_n)是一种柴油添加剂,近年来煤化工制备PODE_n的工艺获得突破,使得PODE_n具备了大规模应用的条件.由于高氧质量分数和高十六烷值的特点,PODE_n可显著降低柴油机碳烟排放.在高温、高压定容燃烧弹上利用OH化学发光摄影、激光消光法(LEM)标定的激光诱导炽光法(LII)等可视化方法测量了柴油和PODE_n/柴油混合燃料(PODE_n体积分数为10%、20%和30%,,记作P10、P20和P30)的火焰浮起长度和碳烟体积分数(SVF)二维分布.结果表明:随PODE_n比例提高,火焰中碳烟体积分数明显下降,P10、P20和P30的碳烟体积分数最大值相对柴油分别下降32.0%,、53.7%,和71.3%,,平均值分别下降28.9%,、48.8%,和67.6%,,说明添加较低比例PODE_n可使柴油燃烧的碳烟生成趋势明显降低.不同燃料的火焰浮起长度差别不大,说明较低比例的PODE_n不会对油束的着火性造成显著影响.随PODE_n比例提高,碳烟初始生成位置到喷嘴距离增加,碳烟的初始生成点和体积分数峰值区均由火焰两侧向中心转移. 展开更多

关键词 聚甲氧基二甲醚 碳烟体积分数 激光诱导炽光法 定容燃烧弹

在线阅读 下载PDF 职称材料

主碳链长度对脂肪酸甲酯扩散火焰碳烟生成及其演变规律的影响 被引量：1

11

作者 邹鑫尧 高展 +1 位作者 黄震 朱磊 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期1276-1284,共9页

研究主碳链长度对于脂肪酸甲酯的同轴层流扩散火焰中碳烟的生成及其演变规律的影响.针对丁酸甲酯、辛酸甲酯及癸酸甲酯扩散火焰,采用激光诱导炽光法,结合热泳探针取样后的透射电子显微镜图像,分析火焰中碳烟体积分数的2维分布及碳烟颗... 研究主碳链长度对于脂肪酸甲酯的同轴层流扩散火焰中碳烟的生成及其演变规律的影响.针对丁酸甲酯、辛酸甲酯及癸酸甲酯扩散火焰,采用激光诱导炽光法,结合热泳探针取样后的透射电子显微镜图像,分析火焰中碳烟体积分数的2维分布及碳烟颗粒的形貌特征.实验结果表明:随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯扩散火焰的碳烟体积分数增大,碳烟的生成与积聚更为提前,表面生长速率更快;通过化学反应动力学模拟3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应,验证了激光诱导炽光法的实验结果;随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯的热解起始温度有所降低,C2H2、C2H4等中间物质的产生有所增加,多环芳香烃的生成速率更快;通过对苯环生成路径的敏感性分析可知,在丁酸甲酯热解中,第1个苯环的形成主要为C4+C2的生成路径,而辛酸甲酯、癸酸甲酯热解中苯的形成有C4+C2、C3+C3两种生成路径,且C3+C3生成路径占主导地位. 展开更多

关键词 同轴层流扩散火焰 激光诱导炽光法 热泳探针取样 化学反应动力学模拟 脂肪酸甲酯 碳烟颗粒 碳链长度

在线阅读 下载PDF 职称材料

正癸烷/正丁醇同轴层流扩散燃烧火焰中碳烟生成特性研究

12

作者 李煜 徐义书 +3 位作者 覃龙江 刘洋 姚俊杰 成晓北 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期447-456,共10页

采用双色激光诱导炽光法及平面激光诱导荧光法,测量了碳烟体积分数、PAHs和OH的分布特性,探究了添加正丁醇对正癸烷层流扩散火焰中碳烟生成的影响规律.结果表明,火焰中碳烟体积分数随轴向高度和径向位置变化均呈现先增大后减小的趋势;... 采用双色激光诱导炽光法及平面激光诱导荧光法,测量了碳烟体积分数、PAHs和OH的分布特性,探究了添加正丁醇对正癸烷层流扩散火焰中碳烟生成的影响规律.结果表明,火焰中碳烟体积分数随轴向高度和径向位置变化均呈现先增大后减小的趋势;随正丁醇增加,碳烟体积分数降低、分布范围减小.火焰中小分子、大分子PAHs和碳烟沿轴向依次分布,表明PAHs是碳烟生成的重要前驱物;OH集中分布于碳烟分布区外侧低浓度区域,对碳烟氧化具有关键作用.掺混正丁醇后,正癸烷火焰中PAHs生成降低,抑制了碳烟的生成;OH浓度升高,促进了碳烟氧化,最终导致碳烟生成量降低. 展开更多

关键词 正癸烷 正丁醇 碳烟 双色激光诱导炽光法 平面激光诱导荧光法

在线阅读 下载PDF 职称材料