激光诱导荧光技术在燃烧诊断的应用与进展

"本文主要探讨了激光诱导荧光(LIF)技术在燃烧诊断领域的应用及其研究进展。LIF技术因其非侵入性、实时性、选择性、高灵敏度和高时空分辨率等特性，成为测量火焰特性的重要工具。文章详细介绍了LIF技术的基本原理，并深入分析了它在火焰瞬时结构成像、组分浓度定量测量、混合场温度测定、火焰温度和流场速度检测等方面的应用。同时，讨论了LIF技术在燃烧流场参数测量时的技术挑战，并对未来高速平面LIF、体LIF及多场同步测量的发展趋势进行了展望。该研究对提升燃烧效率、减少污染排放和优化发动机性能具有重要意义。" 激光诱导荧光(LIF)技术是一种基于光谱学的非破坏性测量方法，利用激光激发特定分子或离子产生荧光，从而获取有关燃烧过程的信息。在燃烧诊断中，LIF技术可以实时、原位地测量火焰中的关键参数，如组分浓度、温度和流速，这对理解复杂的燃烧现象和改善燃烧设备性能至关重要。 LIF技术在成像火焰瞬时结构方面展现了强大的能力，能捕捉到火焰内部的动态变化，这对于研究火焰传播、稳定性和不稳定性具有重要价值。通过定量测量组分浓度，科研人员可以更准确地了解燃料的燃烧过程，进而优化燃烧效率和减少有害排放。此外，LIF还可以用于混合场温度的测定，这在评估混合气的均匀性和控制燃烧反应速率上起到关键作用。 火焰温度的测量是燃烧研究的核心，LIF技术提供了高精度的温度测绘手段，有助于揭示温度分布对燃烧过程的影响。同时，流场速度的测量对于理解和预测燃烧室内的流动行为以及发动机性能至关重要。LIF技术在这方面的应用虽然面临挑战，如信号干扰和数据处理复杂性，但其高时空分辨率的优势使其在这一领域持续发展。 未来，高速平面LIF和体LIF技术将进一步提高测量的速度和三维空间解析度，使得对燃烧过程的理解更加全面。多场同步测量技术的开发将允许同时获取更多参数，为燃烧系统的设计和优化提供更丰富的数据支持。 激光诱导荧光技术在燃烧诊断领域的应用不断深化，对提高燃烧效率、减少污染排放、优化发动机性能等方面具有重大贡献。随着技术的持续进步，LIF将在燃烧科学研究和工程实践中发挥更为重要的作用。