基于激光诱导光谱技术的发动机缸内燃料浓度和温度分布的试验研究的中期报告.docx

基于激光诱导光谱技术的发动机缸内燃料浓度和温度分布的试验研究的中期报告

中期报告

一、研究背景

随着航空工业的发展和对环保要求的不断提高，发动机燃烧过程的优化成为了航空发动机研究的重点之一。燃烧过程直接影响了发动机的性能、寿命和排放水平。因此，对于发动机燃烧过程的研究具有重要意义。

发动机燃烧过程的研究主要依靠测量燃料浓度和温度分布来了解燃烧过程的状态。传统的测量方法包括热电偶、热敏电阻、热电偶阵列等，但这些方法存在着插管困难、灵敏度低等问题。而基于激光诱导光谱技术的测量方法具有光束非常集中、高灵敏度、可实现无损测量、无需接触等优点，因此成为了测量燃料浓度和温度的重要手段。

二、研究目的

本研究旨在利用激光诱导光谱技术，开展发动机缸内燃料浓度和温度分布的实验研究，并分析燃料浓度和温度的变化规律，为航空发动机燃烧过程的优化提供理论依据。

三、研究内容与方法

1.研究内容

本研究主要包括以下研究内容：

（1）激光诱导光谱技术的原理及实验设备的搭建。

（2）在实验设备上开展发动机模拟试验，获取缸内燃料浓度和温度分布数据。

（3）对燃料浓度和温度分布数据进行处理，分析缸内燃烧过程的状态。

2.研究方法

（1）激光诱导光谱技术的原理及实验设备的搭建

激光诱导光谱技术是利用激光诱导分子振动和旋转的光谱变化来测量燃料浓度和温度的一种非接触式测量技术。通过将激光束聚焦到燃烧室中的特定位置，利用激光诱导分子振动和旋转的光谱变化，可测量该位置的燃料浓度和温度。本研究将利用激光诱导光谱技术，建立测量设备，并开展试验。

（2）在实验设备上开展发动机模拟试验，获取缸内燃料浓度和温度分布数据

本研究将在实验设备上进行发动机模拟试验，并利用激光诱导光谱技术获取燃料浓度和温度分布数据。试验将包括不同发动机负荷和喷油量的不同工况，以获取更全面的燃烧过程数据。

（3）对燃料浓度和温度分布数据进行处理，分析缸内燃烧过程的状态

通过对测量数据的处理和分析，将展现出发动机缸内燃料浓度和温度的分布情况。通过研究发动机的工作状态和燃烧过程的变化规律，为进一步优化发动机的燃烧过程提供理论依据。

四、预期成果

本研究的预期成果包括：

（1）建立基于激光诱导光谱技术的缸内燃料浓度和温度分布测量设备。

（2）获取发动机模拟试验下的缸内燃料浓度和温度分布数据。

（3）对试验数据进行处理和分析，揭示燃烧过程的变化规律。

（4）提出相应的燃烧优化建议，为航空发动机研发提供理论和技术支持。

综上，本研究拟通过激光诱导光谱技术，研究发动机缸内燃料浓度和温度分布的试验研究，一旦研究成功，将会解决目前传统测量方法存在的问题，并为建立航空发动机燃烧优化理论提供依据和支持。