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

项目名称： 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

项目编号： No.91216101

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 余西龙

作者单位： 中国科学院力学研究所

项目金额： 80万元

中文摘要： 发展一种基于激光诱导击穿光谱（LIBS）光谱的煤油燃料/空气局部当量比的光谱诊断技术，建立验证该光谱诊断技术准确性的实验平台，探索应用LIBS 进行煤油/空气超声速燃烧局部当量比诊断时涉及的基础问题。研究激光诱导的替代煤油燃料/空气光谱的谱线中C、H、O、N 特征发射谱线强度比同燃料/空气局部当量比的依赖关系。探索激光诱导的替代煤油燃料/空气光谱中自由基（CN、OH、NO、C2、 CH）特征发射谱线强度比同局部当量比的相互关系。研究替代煤油燃料/空气在高压环境下LIBS 特征谱线线宽加宽机制以及特征谱线加宽对局部当量比测量精度的影响。利用标准燃烧设备验证此测量方法的准确性和适用性。将该方法在直联超声速实验台进行实际燃烧诊断应用，探索此方法在实际燃烧状况下应用可能面临的技术问题。

中文关键词： LIBS光谱；超声速燃烧；局部当量比；光谱诊断；

英文摘要： The diagnostics based on laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) for local equivalence ratio of kerosene/air mixture measurement will be developed . First, a standard test flatform for evaluation diagnostics technique will be set up and then fundemental problems about application of LIBS for local kerosene/air equivalence ratio measurement will be carried out on this flatform. The dependence of emission intensity of atomic composition(C,H,N,and O) in LIBS spectrum on fuel/air ratio will be studied. Moreover,the dependence of emission intensity of radical components (CN,OH,NO,C2 and CH) in LIBS spectrum on fuel/air ratio will be also studied.Time resolved laser induced kerosene/air breakdown spectroscopy for different equivalence ratio will be proceeded in this flatform. Investigation of LIBS line shape function and effects of line shape on equivalence ratio measurement in elevated pressure will be carried out.comparison between LIBS diagnostics and fluid visualization ,CFD calculation will also be proceeded for accuracy evaluation. Application of LIBS for kerosene fueled scramjet diagnostics will be carried out in a direct connected supersonic combustion test facility ,and the technique problem will be explored for practical application.

英文关键词： LIBS；supersonic combustion；local equivalence ratio；spectroscopy diagnostics；