利用平面激光诱导荧光对旋流火焰OH自由基的定量研究

为了获取非稳定火焰中OH瞬态粒子数密度分布，提出了一种基于平面激光诱导荧光(PLIF)的免标定OH定量测量方法。该方法采用双向激光的实验设置采集OH荧光图像，以获得激光沿程衰减的信息。提出了一种递归结构的算法并提取了激光的吸收系数分布，极大降低了现有数据处理方法对光路准直精度和图像信噪比的苛刻要求。通过该方法对航空发动机旋流燃烧室模型的非预混贫燃火焰进行了研究，得到OH自由基的瞬态空间分布。实验结果表明：随着燃烧室内的流量增大，火焰上游的氧燃混合程度增加，湍流对燃烧反应的干扰程度增大，火焰的结构也发生明显转变；而在不同工况下，OH粒子数密度的最大值均在10¹⁶ cm^-3量级。