Recentemente, un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Gao Xiaoming e dal Prof. Liu Kun dell'Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Accademia cinese delle scienze (CAS), ha sviluppato un metodo di rilevamento della pressione indipendente dalla concentrazione basato sulla spettroscopia di assorbimento laser a due colori per la diagnostica della combustione ad alta temperatura.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati in Optics Letters .
I motori aeronautici si stanno muovendo verso la combustione ad alta temperatura e alta pressione per migliorare l’efficienza termodinamica. La pressione è un parametro importante per monitorare le prestazioni del motore e diagnosticare i guasti del motore. Tuttavia, i tradizionali sensori di pressione a contatto non solo disturbano i flussi di combustione, ma soffrono anche del limite di tolleranza della temperatura dei materiali dei sensori.
In questo studio, i ricercatori hanno sviluppato un metodo di rilevamento della pressione senza contatto per ambienti ad alta temperatura e lo hanno dimostrato a temperature fino a 1300 K. Questa ricerca si è concentrata su come affrontare l'effetto della concentrazione molecolare sulle misurazioni della pressione del gas in ambienti ad alta temperatura.
Gli scienziati hanno scoperto che l'accoppiamento delle larghezze delle linee ampliate dalla collisione di due linee di assorbimento potrebbe eliminare la variabile di concentrazione. Con questa scoperta, gli scienziati possono realizzare misurazioni della pressione indipendenti dalla concentrazione. Consideriamo il prodotto principale del sistema di combustione alimentato da idrocarburi è l'H2 O, hanno convalidato questo risultato con due linee di assorbimento di H2 O vicino a 1343 nm e 1392 nm su una cella di assorbimento riscaldata attentamente progettata. La risoluzione temporale e le incertezze delle misurazioni della pressione sono state raggiunte rispettivamente a 50 μs e al 3%.
"La nostra scoperta ha fornito uno strumento prezioso per il rilevamento della pressione in ambienti ad alta temperatura e può promuovere lo sviluppo della diagnostica multiparametrica basata sul laser per la scienza della combustione", ha affermato il prof. Liu Kun.
Ulteriori informazioni: Ruifeng Wang et al, Rilevamento della pressione con spettroscopia di assorbimento laser a due colori per la diagnostica della combustione, Lettere sull'ottica (2024). DOI:10.1364/OL.506204
Fornito dagli Istituti di scienze fisiche Hefei, Accademia cinese delle scienze
