LIBS诊断煤油空气局部当量比的研究及其在超燃应用的探索

摘要

国际上目前有关利用LIBS进行碳氢燃料/空气局部当量比的测量多数是局限在低碳数的简单碳氢燃料在低压预混火焰燃烧器上进行的实验研究,由此得到的实验数据并不能直接应用于煤油等复杂燃料的超声速燃烧过程,因为煤油属于高碳数碳氢燃料的复杂混合物,其击穿阈值、光谱特征等都与低碳数的碳氢燃料有较大区别.而且煤油的超声速燃烧为高压扩散火焰,压强增大时LIBS光谱中原子谱线的线型、发光几率、寿命等都会随之发生变化,影响LIBS中各原子之间的谱线相对强度比,从而影响LIBS定量测量的结果.因此,利用LIBS进行煤油等真实燃料超声速燃烧诊断时,不仅需要对常压下煤油等燃料进行LIBS标定实验,还必须事先对高压下的煤油/空气混合气样品进行LIBS定量测量局部当量比的标定实验研究,并考虑由压强问题而导致的对测量结果准确性的影响.另外,值得注意的是煤油是一种地域性很强的复杂的碳氢燃料混合物,以航空煤油为例,它由成百上千种成份组成,包括多种直链/支链烷烃、烯烃、环烃和芳烃等,其具体成份随产地、厂家和年份等因素的不同而不同,因此,针对特定型号(如国内典型的喷气燃料,大港油RP-3型)的煤油需要进行必要的具体实验研究.