基于TDLAS的脉冲爆震发动机燃气温度测量

摘要

针对脉冲爆震发动机（pulse detonation engine,PDE）燃气温度参数在线测量，基于可调谐半导体激光器吸收光谱（tunable diode laser absorption spectroscopy,TDLAS）技术，采用扫描波长直接吸收-时分复用策略，以H₂O分子为目标组分，设计了燃气温度测量系统，并将该系统应用于PDE燃气温度测量，获得了PDE燃气H₂O分子（7 444.352+7 444.371）-（7 185.587+7 185.597）cm^-1谱线对吸收光谱，并基于双线测温原理实现了5 Hz、10 Hz、15 Hz、20 Hz、25 Hz、30 Hz工作频率燃气温度的在线测量，详细讨论了PDE在不同工作频率下的燃气温度测量结果．结果表明：基于TDLAS技术可以实现PDE燃气温度在线测量．PDE在5 Hz工作频率时，爆震波燃气峰值温度为1 868 K，爆震波通过后，燃气温度存在618 K和424 K两个台阶；不同工作频率下，PDE的燃气温度变化规律较为相似，但随着工作频率的提高，燃气温度升高，这为PDE燃烧优化以及性能评估提供数据支撑．

关键词

脉冲爆震发动机 / 燃烧诊断 / 可调谐半导体激光器吸收光谱 / 燃气温度 / 时分复用