基于内窥火焰传感器技术的超声速燃烧感知实验研究
2022-05-21李忠朋周芮旭孟凡钊陈池李拓连欢
实验流体力学 2022年2期
李忠朋 ,周芮旭 ,孟凡钊 ,陈池 ,李拓 ,连欢
1.中国科学院力学研究所 高温气体动力学国家重点实验室,北京 100190
2.中国科学院大学 工程科学学院,北京 100190
0 引 言
未来宽域飞行包线内提升冲压发动机性能需要依靠先进的燃烧组织策略及发动机系统控制技术,其中高动态频响传感器及作动机构是高性能控制系统(Full Authority Digital Engine Controller,FADEC)的关键技术之一。稳定可靠、结构简单、非侵入、能耗低、重量轻是冲压发动机在线传感器的基本要求。
压力是表征超燃冲压发动机内流道流动特性及燃烧释热的重要物理量,且高速来流环境下压力传感器测量数据稳定可靠,被广泛应用于冲压发动机实验。压力传感器通常装配在发动机壁面,激波运动和燃烧释热引起的压力变化反馈至发动机壁面具有一定延迟,因此压力传感器用于燃烧过程感知存在时间滞后效应。
可调谐半导体激光吸收光谱技术(Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy,TDLAS )通过电流和温度调谐半导体激光器的输出波长,对被测物质进行扫描。由于被测气体具有选择性吸收的特性,基于Beer-Lambert定律,通过检测吸收光谱的吸收强度,TDLAS可直接获得燃烧产物的组分浓度、温度等物理量,测量信息丰富,在冲压发动机燃烧过程感知方面有独特优势。然而该技术需要同时安装发射端和接收端,增加了发动机燃烧室在线感知系统应用的复杂程度。目前工业动力装备的应用主要包括:通过测量燃气温度和水蒸气浓度调节空气的流量优化燃料的混合程度以提高燃烧效率;……
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