ПРИМЕНЕНИЕ ГИПЕРСПЕКТРАЛЬНЫХ КАМЕР В ИЗУЧЕНИИ РАСПЫЛЕНИЯ И ГОРЕНИЯ НАНОЖИДКИХ ТОПЛИВ НА ОСНОВЕ БОРА

I. Исследовательская база и требования к испытаниям

В области исследований систем двигательного аппарата аэрокосмической промышленности, высокоэнергетические наножидкостные топлива на основе бора, как новый тип топлива с высокой энергетической плотностью,получили широкое внимание за их характеристики атомизации и сгоранияВ исследовании характеристик зажигания и сгорания наножирных топлив B/JP-10Исследовательская группа должна была проверить пространственно характерные спектры выбросов огней сжигания топлива.

Традиционные методы спектральных испытаний затрудняют получение спектральной информации в разных положениях пламени.что гиперспектральные камеры могут одновременно получать пространственную и спектральную информацию о цели;Исследовательская группа выбрала гиперспектральную камеру для визуализации FS-22, произведенную компанией CHNSpec Technology Co., Ltd.систематически проверять спектры пространственного излучения пламени атомизации топлива.

II. Методы испытаний и спектральный отбор

В ходе исследования была использована гиперспектральная камера с изображением FS-22 в сочетании с системой испытаний сжигания наножидкостного топлива.Данная система испытаний состоит в основном из системы подачи образцов.Для атомизации наножирного топлива на базе бора используется воздушный атомизационный сосуд.и плазменная дуга используется для зажигания атомизированного струя образца.

Гиперспектральная камера была использована для сбора спектральных данных пространственного излучения о пламени атомизации топлива.Основываясь на типичных характеристических спектрах сжигания элемента бора и углеводородного топлива, исследовательская группа выбрала для анализа две конкретные радиационные полосы:

1. 431 нм (синяя полоса):соответствует излучению радикалов CH, используемого для характеристики реакции сгорания углеводородного топлива JP-10.

2. 581 нм (зеленая полоса):соответствует излучению радикалов BO2, используемого для характеристики реакции сгорания частиц бора.

Рисунок 7.11 Радиационная плотность 10 массовых% B/JP-10 Наножирного топлива при 431 нм и 581 нм

Проведя визуальный анализ пространственного распределения интенсивности излучения в этих двух характерных диапазонах,Исследователи могут различать доминирующие типы реакций на разных позициях в атомизированном пламени.

III. Экспериментальные результаты и анализ

Спектральный анализ положения центра оси

Данные изображения, полученные с помощью гиперспектральной камеры, показывают, что спектральное излучение в осевом центре атомизированного факела демонстрирует явные вариационные модели.Спектральные кривые в положении 1 и 2 содержат характерные "пятипальцевые пики" сжигания бора., и интенсивность излучения увеличивается с расстоянием от сопла,что указывает на то, что реакция сгорания бора существует в центре атомизированного факела от сопла до положения 2 и постепенно усиливается с движением частиц бораОт позиции 3 до позиции 5, характерные пики бора в центре распыленного пламени исчезают,с указанием того, что в данном разделе не происходит значительной химической реакции частиц бора.

Спектральный анализ радиальных положений

Принимая положение 4, где интенсивность излучения осевого центра наиболее высока, как центр, сравнительный анализ спектрального излучения на разных радиальных позициях показал:характеристические пики радиации бора существуют как на верхнем, так и на нижнем краю атомизированного факела, но общая интенсивность излучения на верхнем краю немного выше, чем на нижнем крае.в результате чего большее количество JP-10 участвует в реакции в верхней части факелаОдновременно на нижнем краю присутствуют отличительные пики характеристики излучения бора, что соответствует характеристике бора, движущегося вниз под влиянием гравитации.

Раздел зоны сгорания

Исходя из данных пространственного спектрального излучения, полученных гиперспектральной камерой, и в сочетании с изображениями сжигания топлива,Исследовательская группа разделила центр B / JP-10 наножирового топлива атомизации пламени вдоль осевого направления сопла в четыре зоны сгорания: зона сжигания с соединением B/JP-10 (отсек выхода), зона сжигания с однофазным сжиганием JP-10 (отсек стабильного сжигания), зона сжигания с соединением B/JP-10 (отсек хвостового пламени),и зоны однофазного сгорания бораЭто региональное деление обеспечивает основу для дальнейшего понимания механизма сгорания атомизации топлива.

IV. Резюме дела

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, решая проблему, когда традиционные методы обнаружения не могут охватить все поле пламени и не могут одновременно получить распределение компонентов.Его стабильная производительность изображения и тонкие спектральные разрешения обеспечивают надежное средство обнаружения для оптимизации формулы топлива высокой энергии, исследования механизмов сгорания и создание моделей сгорания, содействуя техническому прорыву для новых типов топлив для авиационно-космических двигателей.

Рекомендация продукта:Фигспек FS-22 Гиперспектральная камера для визуализации

• Разрешение изображения: 1920*1920
• Спектральный диапазон: 400-1000 нм
• Спектральное разрешение (FWHM): 5 нм
• Количество спектральных каналов: 600