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环境示踪剂激光诱导荧光法用于气体射流中燃料浓度的二维定量测量
摘要： 本研究提出一种新型环境示踪激光诱导荧光（LIF）技术，通过向环境气体中添加示踪剂来定量测量高压气体射流中的二维燃料浓度分布。首先阐述了该技术的核心原理，从环境荧光强度推导出射流内燃料浓度的计算方程。该技术支持现场校准，原则上在选择示踪剂或目标燃料方面具有更大自由度。随后在光学可视定容燃烧弹中开展实验，将高压气体注入掺有丙酮的环境气体，采用266纳米激光激发环境荧光并由ICCD相机记录。通过专用图像处理流程降低不确定性，获取射流内定量燃料浓度分布。评估了包括系统误差和随机误差在内的测量结果不确定性，不确定度传播分析表明：测量不确定度随局部燃料浓度降低而增大，在混合过稀的射流边界区域相对不确定度高达26%。最后展示了气体射流中燃料浓度分布的时间变化规律，并讨论了喷射压力的影响。这些成果对数值模型开发和燃烧系统设计具有重要价值。
关键词： 二维定量浓度测量，现场校准，环境示踪剂-激光诱导荧光法，天然气直喷
更新于2025-09-23 15:22:29
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环形下降管中流体时空混合的寿命研究
摘要： 在反应堆冷却剂系统可能发生的事故工况中，硼水的对流与混合特性对反应堆反应性变化具有重要影响，进而关系到反应堆安全。本研究采用激光诱导荧光技术（LIF）探究环形下降段内硼酸溶液的混合扩散特性。通过向冷却剂入口注入用于模拟硼溶液的罗丹明B（RhB）荧光染料水溶液，可视化环形空间内的流体混合过程。光学系统形成激光片层激发荧光，高速摄像机捕获荧光信息以重建染料浓度分布。为保证实验精度，采用LIF图像处理与标定技术。通过浓度分布图揭示下降段内染料溶液与稀释水的混合过程，利用变异系数（COV）量化环形下降段内染料的时空输运特性。结果表明：较高流速能增强染料横向输运能力并缩短均匀化距离与时间；质量力可加速染料垂向输运。本研究所实施的全场测量技术为复杂几何结构内的流动混合研究提供了新视角，实验结果有助于深入理解环形下降段的混合现象，并为环形下降段CFD验证提供参考依据。
关键词： 环形下降管，浓度分布，激光诱导荧光法，流体混合，传输能力
更新于2025-09-24 00:30:40
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采用先进激光诊断技术研究气体助燃煤粉燃烧室中的颗粒动力学
摘要： 煤的燃烧过程受到气相湍流、颗粒动力学及化学反应三者相互作用的显著影响。为深入理解这些耦合过程，需要在受控进气与边界条件下开展实验，以获取非侵入式多参数测量数据?；诖?，本研究在光学可视燃烧室内（含旋流燃烧器组件的石英玻璃喷口）对功率高达40 kWth的气助煤火焰展开研究。首次将两相粒子图像/跟踪测速技术(PIV-PTV)应用于煤燃烧领域，同步测量大小颗粒的速度。通过利用研磨煤粉的宽粒径分布特性，小颗粒可作为气流示踪剂，同时采用粒子跟踪测速(PTV)技术测量大颗粒速度。单台相机通过米氏散射成像实现该功能，后处理阶段根据各颗粒的表观尺寸和信号强度区分大小颗粒。通过准同步测量煤颗粒脱挥发分过程中释放的中间烃类激光诱导荧光，确定了剧烈热解区域。对比研究了空气与富氧环境下不同煤种及热功率工况的火焰特性，并结合煤燃烧实际讨论了测量技术的优势与局限。
关键词： 粒子图像测速法、激光诱导荧光法、粒子跟踪测速法、煤炭、两相流、富氧燃烧
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用毛细管电泳-激光诱导荧光法结合涡流辅助低密度溶剂微萃取预富集技术快速筛查奶牛饲料中的黄曲霉毒素
摘要： 农产品中的黄曲霉毒素污染对人类和牲畜构成重大威胁。本研究旨在建立一种简单、快速、高灵敏度且低成本的农产品中黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2同步检测方法。我们采用涡旋辅助低密度溶剂微萃?。╒ALDS-ME）技术进行样品前处理，并通过毛细管电泳-激光诱导荧光（CE-LIF）法实现检测。在未涂层熔融石英毛细管中采用胶束电动色谱（MEKC）模式分离黄曲霉毒素，以355 nm紫外激光激发产生天然荧光进行检测。四种黄曲霉毒素的检出限（LOD）和定量限（LOQ）分别为0.002-0.075 μg/L和0.007-0.300 μg/L，分析时间控制在6.5分钟内。利用该方法对自然污染的苜蓿、麸皮和玉米等奶牛饲料样品进行黄曲霉毒素筛查，结果显示苜蓿和麸皮样品存在不同程度污染。与其他农产品黄曲霉毒素检测技术相比，该CE-LIF法结合VALDS-ME前处理技术具有简便、快速、高效和低成本的优势。
关键词： 毛细管电泳-激光诱导荧光法、黄曲霉毒素、胶束电动色谱法、涡旋辅助低密度溶剂微萃取、动物饲料
更新于2025-09-10 09:29:36