利用磷光测温法以 kHz 速率精确测量表面温度以研究窄通道内火焰-壁面相互作用
流体动力学
2022-01-14 v1
摘要
利用热显影磷光体 ScVO4:Bi3+ 以 5 kHz 频率获得亚摄氏度精度的时序表面温度测量。测量用于研究光学可达定容腔内专用窄双壁通道（缝隙）内的瞬态热损失与火焰-壁面相互作用（FWI）。该通道模拟了诸多技术环境中相关的缝隙，而由于缺乏细致测量，其中的 FWI 尚不明晰。在磷光测温同时进行了化学发光（CH*）成像，以解析火焰时空特征如何影响局部表面温度。将 ScVO4:Bi3+ 与 FWI 环境中低频 kHz 率常用的磷光体 Gd3Ga5O12:Cr,Ce 进行基准对比。结果表明，ScVO4:Bi3+ 具有更高的发光信号水平与温度灵敏度，且对激发激光能量的交叉依赖可忽略，从而提升了壁温测量的精度与可重复性。进一步利用 ScVO4:Bi3+ 解析了不同缝隙间距下的瞬态热损失，并独特地捕获了与火焰动力学相关的温度瞬变。借助这些精确表面温度测量，计算了缝隙间距为 1.2 mm（火焰 extinguish 普遍发生处）下的壁面热流。报告了在测量位置持续燃烧或熄灭的火焰的壁面热流与估计淬熄距离。
引用
@article{arxiv.2201.04971,
title = {Precise surface temperature measurements at kHz-rates using phosphor thermometry to study flame-wall interactions in narrow passages},
author = {Anthony O. Ojo and David Escofet-Martin and Christopher Abram and Benoit Fond and Brian Peterson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.04971},
year = {2022}
}
备注
This manuscript was recently accepted to Combustion and Flame. The article does not yet have the associated volume and page numbers, as it is still in the proofing stages