酒精燃烧火焰的发射光谱研究★
2022-09-22陈战东叶吉丽王志文
山西化工 2022年5期
关键词:区域
陈战东,叶吉丽,王志文
(1.广西民族大学数学与物理学院,广西 南宁 530006;2.广西民族大学预科教育学院,广西 南宁 530006)
引言
燃烧是一种在人类生产生活过程中普遍存在的现象,涉及到工业和科技发展的许多领域,包括能源、交通、航空、航天、冶金等。深刻理解燃烧的物理机理,有助于提高燃烧效率、减少污染,从而提高相关领域的科技工艺水平。然而燃烧过程极其复杂,常用燃料(如酒精、汽油、煤油等)燃烧过程通常包含数量巨大的链式基元反应,反应过程的中间产物也非常繁杂,因此完全理解认识燃烧机理是非常困难的。尽管如此,国内外研究人员仍努力地采用各种研究方法对燃烧过程进行研究,包括理论计算[1-2]、激光诱导荧光技术(LIBS)[3-5]、吸收光谱[6-7]、拉曼光谱[8-10]、发射光谱[11-14]等。其中,发射光谱技术直接对燃烧过程发光光谱进行测量,研究燃烧过程中生成的物种,获得一些能够反应燃烧机理的有用信息,测试设备简单,易于实现。并且,发射光谱技术采用非接触式测量方式,对燃烧过程没有影响,具有快速响应和高灵敏度等优点,是一种简单有效的研究方法。
本文利用光谱测量技术逐点探测了酒精灯燃烧火焰的发射光谱,并分析了光谱中的各个发光谱带和谱线强度的空间分布。不同发光谱带和谱线强度在火焰的不同位置具有明显不同的分布特征,表明不同发光谱带和谱线所对应的粒子在酒精灯火焰中具有不同的空间分布。结果表明,OH、CH、C2等自由基多分布在火焰下半部(0 mm~5 mm)的外围,而C 原子则集中在火焰中部(10 mm~15mm)的较小范围内,最终产物H2O 和CO2分子主要分布在焰心和火焰外层,分布范围更广。……
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