Εφαρμογή των υπερσπεκτρικών καμερών στη μελέτη της ατομικοποίησης και της καύσης των νανορευστών καυσίμων με βάση το βόριο

Ι. Προηγές έρευνας και απαιτήσεις δοκιμών

Στο πεδίο της έρευνας σχετικά με τα συστήματα προώθησης αεροδιαστημικής αεροπορίας, τα νανορευστά καύσιμα υψηλής ενέργειας με βάση το βόριο, ως ένας νέος τύπος καυσίμου υψηλής ενεργειακής πυκνότητας,έχουν λάβει ευρεία προσοχή για τα χαρακτηριστικά ατομικοποίησης και καύσης τουςΣτην μελέτη των χαρακτηριστικών ανάφλεξης και καύσης των νανορευστών καυσίμων B/JP-10,Η ερευνητική ομάδα χρειαζόταν να δοκιμάσει τα διαστημικά χαρακτηριστικά φάσματα εκπομπών της φλόγας καύσης του καυσίμου.

Οι παραδοσιακές φασματικές μεθόδους δοκιμής δυσκολεύονται να αποκτήσουν φασματικές πληροφορίες σε διαφορετικές θέσεις της φλόγας.ότι οι υπερ-ειδικές κάμερες απεικόνισης μπορούν ταυτόχρονα να αποκτούν τις χωρικές και φασματικές πληροφορίες του στόχουΗ ερευνητική ομάδα επέλεξε την υπερ-ειδική κάμερα απεικόνισης FS-22 που παράγεται από την CHNSpec Technology Co., Ltd.για τη συστηματική δοκιμή των φάσμων διαστημικής ακτινοβολίας της φλόγας ατομιποίησης καυσίμου.

ΙΙ. Μέθοδοι δοκιμής και φάσμα διάλεξης

Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας έρευνας, χρησιμοποιήθηκε η υπερ-ειδική κάμερα απεικόνισης FS-22 σε συνδυασμό με ένα σύστημα δοκιμής καύσης ατομικοποίησης καυσίμου με νανορευστό.Το σύστημα δοκιμής αυτό αποτελείται κυρίως από σύστημα τροφοδοσίας δειγμάτωνΟ ατμοποιητής αέρας χρησιμοποιείται για την ατομικοποίηση του νανορευστού καυσίμου με βάση το βόριο.και ένα τόξο πλάσματος χρησιμοποιείται για την ανάφλεξη του ατομικού αερίου του δείγματος.

Η υπερ-ειδική κάμερα χρησιμοποιήθηκε για τη συλλογή φάσματικών δεδομένων διαστημικής ακτινοβολίας της φλόγας ατομιποίησης καυσίμου.Βάσει των τυπικών χαρακτηριστικών φάσματος καύσης του στοιχείου βορίου και του υδρογονανθράκου, η ερευνητική ομάδα επέλεξε δύο ειδικές ζώνες ακτινοβολίας για ανάλυση:

1. 431 nm (μπλε ζώνη):αντιστοιχεί στη ακτινοβολία των ριζών CH, που χρησιμοποιείται για να χαρακτηριστεί η αντίδραση καύσης του υδρογονανθράκου JP-10.

2. 581 nm (πράσινη ζώνη):αντιστοιχεί στην ακτινοβολία των ριζών BO2, που χρησιμοποιείται για να χαρακτηριστεί η αντίδραση καύσης των σωματιδίων βορίου.

Σχήμα 7.11 Ραδιενεργητική πυκνότητα 10 wt% B/JP-10 Nanofluid Fuel σε 431 nm και 581 nm

Με την εκτέλεση ανάλυσης απεικόνισης της χωρικής κατανομής της έντασης της ακτινοβολίας σε αυτές τις δύο χαρακτηριστικές ζώνες,Οι ερευνητές μπορούν να διακρίνουν τους κυρίαρχους τύπους αντιδράσεων σε διαφορετικές θέσεις μέσα στην ατομική φλόγα.

ΙΙΙ. Πειραματικά αποτελέσματα και ανάλυση

Φασματική ανάλυση της θέσης του κέντρου άξονα

Τα δεδομένα εικόνας που αποκτήθηκαν από την υπερ- φάσμα κάμερα δείχνουν ότι η φασματική ακτινοβολία στο αξιακό κέντρο του ατομικού φακού παρουσιάζει προφανή διακυμάνσεις.Οι φασματικές καμπύλες στις θέσεις 1 και 2 περιέχουν τις χαρακτηριστικές "πεντάκλιες κορυφές" της καύσης του βορίου, και η ένταση της ακτινοβολίας αυξάνεται με την απόσταση από τον ακροφύσιο,που υποδεικνύει ότι υπάρχει αντίδραση καύσης βορίου στο κέντρο του ατομικευμένου πυρκαγιάς από το στόμιο στην θέση 2 και σταδιακά ενισχύεται με την κίνηση των σωματιδίων βορίουΑπό την θέση 3 στην θέση 5, οι κορυφές του βορίου στο κέντρο της ατομικευμένης φλόγας εξαφανίζονται.που υποδεικνύει ότι δεν υπάρχει σημαντική χημική αντίδραση σωματιδίων βορίου σε αυτό το τμήμα.

Φασματική ανάλυση ακτινοβολικών θέσεων

Λαμβάνοντας τη θέση 4, όπου η ακτινοβολία του αξιωτικού κέντρου είναι υψηλότερη, ως το κέντρο, μια συγκριτική ανάλυση της φασματικής ακτινοβολίας σε διαφορετικές ακτινοβολιτικές θέσεις αποκάλυψε:Τα χαρακτηριστικά κορυφαία σημεία της ακτινοβολίας βορίου υπάρχουν τόσο στα άνω όσο και στα κάτω άκρα του ατομικευμένου πυρσού.Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ο ατμός JP-10 κινείται προς τα πάνω υπό την επίδραση της επιφάνειας,με αποτέλεσμα μεγαλύτερη ποσότητα JP-10 να συμμετέχει στην αντίδραση στο άνω μέρος του φακούΤαυτόχρονα, διακριτές κορυφές χαρακτηριστικής ακτινοβολίας βορίου υπάρχουν στο κάτω άκρο, γεγονός που συνάδει με το χαρακτηριστικό του βορίου που κινείται προς τα κάτω υπό την επίδραση της βαρύτητας.

Διαίρεση ζώνης καύσης

Με βάση τα δεδομένα διαστημικής φασματικής ακτινοβολίας που συλλέχθηκαν από την υπερφασματική κάμερα και σε συνδυασμό με τις εικόνες καύσης του καυσίμου,Η ερευνητική ομάδα διαιρούσε το κέντρο της φλόγας ατομικοποίησης του B / JP-10 nanofluid καυσίμου κατά μήκος της αξονικής κατεύθυνσης του ακροβώματος σε τέσσερις ζώνες καύσης: ζώνη καύσης B/JP-10 (τομή εξόδου), ζώνη καύσης JP-10 μονής φάσης (τομή σταθερής καύσης), ζώνη καύσης B/JP-10 (τομή φλόγας),και ζώνη μονοφασικής καύσης βορίουΗ περιφερειακή αυτή διαίρεση παρέχει τη βάση για την περαιτέρω κατανόηση του μηχανισμού καύσης της ατομικοποίησης του καυσίμου.

IV. Σύνοψη της υπόθεσης

The application of the CHNSpec FigSpec FS-22 hyperspectral camera in the research and development of boron-based high-energy nanofluid fuels has achieved the integrated collection of spatial and spectral information during the combustion process, λύνοντας το πρόβλημα όπου οι παραδοσιακές μεθόδους ανίχνευσης δυσκολεύονται να καλύψουν ολόκληρο το πεδίο φλόγας και δεν μπορούν να αποκτήσουν ταυτόχρονα κατανομές των συστατικών.Η σταθερή απόδοση απεικόνισης και οι δυνατότητες λεπτής φασματικής ανάλυσης παρέχουν αξιόπιστο μέσο ανίχνευσης για τη βελτιστοποίηση της φόρμουλας καυσίμου υψηλής ενέργειας, έρευνα μηχανισμού καύσης και δημιουργία μοντέλων καύσης, συμβάλλοντας στις τεχνικές ανακαλύψεις για νέους τύπους καυσίμων αεροδιαστημικής πρόωσης.

Σύσταση για το προϊόν:Φωτογραφική Υπερ-Φασματική Κάμερα FigSpec FS-22

• Ανάλυση εικόνας: 1920*1920
• Φασματικό εύρος: 400-1000nm
• Φασματική ανάλυση (FWHM): 5nm
• Αριθμός Φασματικών Δικτύων: 600