涂晓波, 王林森, 闫 博, 母金河, 陈 爽

(1. 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所, 四川绵阳 621000; 2. 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所高超声速冲压发动机技术重点实验室, 四川绵阳 621000)

引 言

燃烧过程是各类动力推进系统工作的核心要素之一, 因此燃烧研究至关重要[1]. 要想实现高效、 稳定的燃烧组织, 就必须对燃烧过程中涉及的物理、 化学反应过程有清晰的认识, 对组分浓度、 温度、 压力、 速度等燃烧流场信息进行诊断和测量[2]. 但是燃烧过程往往涉及复杂的化学反应及其与流动之间的相互耦合, 传统的燃烧诊断技术, 包括Pitot管、 热电偶、 测压传感器等, 都属于侵入式诊断技术, 对于燃烧流场干扰较大, 具有很大的局限性, 已经不能满足燃烧学研究对燃烧诊断和流场可视化的要求. 随着激光技术的发展, 激光燃烧诊断技术得以快速发展, 由于具有对流场无干扰、 时空分辨率高等优势, 已经成为燃烧实验研究的主要手段[3-4].

平面激光诱导荧光技术(planar laser-induced fluorescence, PLIF)是一种非接触式的燃烧诊断技术[5], 能够探测分子、 自由基等粒子的浓度[6-7], 测量燃烧场温度[8-10], 表征复杂燃烧场, 实现火焰结构的可视化[11-13]. 该技术具有高灵敏度、 高时空分辨率、 高选择性以及原位无干扰等特性, 已经成为研究燃烧和火焰结构的重要工具, 在基础燃烧研究[14-15]、 超声速燃烧[16-17]、 航空发动机[18]等领域得到了广泛应用, 并发挥着越来越重要的作用. 在碳氢燃料燃烧过……