寬壓力層流預混火焰實驗平臺研制.pdf

1、本論文主要以研制一臺寬壓力層流預混火焰實驗平臺（下文簡稱為“實驗平臺”或“寬壓力燃燒實驗平臺”），用于各種燃料的實驗研究，提出了研制該實驗平臺的基本構想，闡述了設計該實驗平臺各部分所依據的基本原理，及據此做出的該實驗平臺各部分的具體設計，并介紹了根據該設計制作而成的實驗平臺的安裝調試過程及調試結果，最后依托該實驗平臺測量了30Torr、150Torr和760Torr等三個壓力條件下的層流預混乙烯/氧氣火焰。該實驗平臺主要由燃燒室、電離室

2、、離子傳輸系統(tǒng)和一臺基于同步輻射真空紫外單光子電離的反射式飛行時間質譜儀構成，可用于碳氫燃料、生物質燃料和含氮燃料的在不同壓力條件下的燃燒化學研究。在定性分析方面，該實驗平臺可以檢測活性燃燒中間產物、區(qū)分同分異構體并鑒別多環(huán)芳香烴等；在定量方面，該實驗平臺可以用來測量火焰中反應物、中間體和最終產物的絕對濃度（摩爾分數）隨燃燒器軸向的變化曲線等信息，是開展寬壓力燃燒化學實驗研究的重要工具。
　　 本論文的內容共分為五章。第一章主要

3、概述了燃燒診斷技術的發(fā)展歷史及燃燒研究現(xiàn)狀，提出了研制寬壓力燃燒實驗平臺的基本構想。本章在簡要比較了各種燃燒診斷方法的優(yōu)缺點后，與其它診斷技術相比，分子束質譜結合真空紫外單光子電離技術有無可比擬的優(yōu)勢：軟電離、電離能量連續(xù)可調。此外，本章還簡要闡述了開展寬壓力燃燒研究的必要性。最后基于文獻調研，提出了研制一臺寬壓力燃燒平臺的基本構想。
　　 第二章主要闡述了設計寬壓力實驗平臺各部分所依據的基本原理。首先簡要回顧了飛行時間質譜技術

4、的發(fā)展歷史；然后按照歷史發(fā)展順序依次介紹和分析了飛行時間質譜若干關鍵技術，主要包括雙場加速、反射電場、垂直引入和延時聚焦等；最后，簡單介紹了離子調制系統(tǒng)的基本原理。
　　 第三章詳細介紹了寬壓力燃燒實驗平臺各個部分的具體設計。主要包括寬壓力燃燒實驗平臺的整體結構、真空系統(tǒng)、進樣系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)這五部分的設計。
　　 第四章簡單介紹了根據前面的設計制作而成的寬壓力燃燒實驗平臺的安裝調試過程以及調試的結果。