液態(tài)碳氫燃料紅外光譜性質的透射法實驗研究.pdf

1、汽油、柴油、乙醇、煤油等液態(tài)碳氫燃料屬于具有光譜選擇性的半透明介質,在航空航天、能源動力、化工等領域得到廣泛應用。其吸收指數(shù)、折射率等光譜性質參數(shù)是燃燒、高溫熱轉換、紅外測量等過程研究和設計分析的基礎數(shù)據(jù)。獲取液態(tài)碳氫燃料的光譜性質參數(shù)數(shù)據(jù)對相關技術發(fā)展具有重要意義。
　　本文以透射法實驗獲取液態(tài)碳氫燃料的紅外光譜性質參數(shù)為目標,對中高溫透射光譜測量的實驗技術、基于光譜透射比測量數(shù)據(jù)的吸收指數(shù)和折射率反演求解模型、封裝窗口材料和典

2、型液態(tài)碳氫燃料的紅外光譜性質參數(shù)分析進行了研究。
　　主要研究內容包括以下四方面:
　　1.基于光譜透射比的多層半透明介質光譜性質反演模型與求解方法研究。在分析傳統(tǒng)雙厚度法和基于KK關系式的單厚度法的基礎上,考察了高階反射項、窗口表面反射率等參數(shù)對反演精度的影響。提出了IDTM模型,將雙厚度法擴展應用于窗口-液態(tài)碳氫燃料-窗口組成的三層半透明結構。通過計算分析,研究了該模型的適用范圍及實驗偏差的影響。
　　2.樣品封裝

3、窗口材料的光譜性質研究。通過實驗測量與反演求解,獲得了石英、硒化鋅等典型紅外窗口材料在0.83μm~21μm波段的常溫光譜性質參數(shù)與2μm~15μm波段的中溫(373K和423K)光譜性質參數(shù),分析了材料的紅外光譜透過性能及溫度的影響,為液體碳氫燃料樣品封裝設計提供了依據(jù)。
　　3.液態(tài)碳氫燃料中高溫透射光譜測量實驗技術研究。設計了液體碳氫燃料樣品封裝結構與加熱裝置,結合激光器、傅里葉變換紅外光譜儀等儀器,建立了具有中高溫加熱功能

4、的紅外透射光譜實驗測量系統(tǒng)。通過數(shù)值模擬,研究了恒溫箱內部熱環(huán)境及光學窗口的瞬態(tài)加熱特性,分析了加熱溫度、腔內壁發(fā)射率、窗口半透明特性和窗口外表面換熱條件等相關因素的影響。
　　4.典型液態(tài)碳氫燃料的紅外光譜性質實驗測量與分析。以純水為對象,實驗測量其光譜透射比,反演計算其吸收指數(shù)、折射率數(shù)據(jù),通過與文獻數(shù)據(jù)比較,驗證了實驗測量與反演分析的可靠性。在此基礎上,實驗測量了乙醇、-35＃柴油、普通煤油和RP-3航空煤油樣品在2μm~1