功率放大器在超聲激勵甲烷氨燃燒火焰排放特性研究中的應(yīng)用

實驗設(shè)備:

ATA-68020功率放大器、光學(xué)實驗臺，矩形反射鏡，擴(kuò)束鏡頭，激光器，超聲換能器等

實驗內(nèi)容:

超聲加載實驗系統(tǒng)的設(shè)計與構(gòu)建，該燃燒系統(tǒng)包括燃燒系統(tǒng)、超聲加載系統(tǒng)、煙氣測量系統(tǒng)、光偏折測溫系統(tǒng)、粒子圖像測速系統(tǒng)五部分，將超聲加載到燃燒火焰中，通過數(shù)碼相機(jī)測量火焰的形態(tài)，采用煙氣分析系統(tǒng)完成煙氣組分的收集，基于光偏折層析測溫技術(shù)和 PIV測速技術(shù)完成溫度場以及速度場的測量，探究超聲對火焰流場的影響規(guī)律。

實驗過程

超聲由超聲系統(tǒng)發(fā)出，系統(tǒng)包括信號發(fā)生器、功率放大器(ATA-68020)以及超聲換能器三部分。超聲由信號發(fā)生器發(fā)射出電信號，發(fā)出的信號經(jīng)過單通道的功率放大器進(jìn)行放大，經(jīng)過放大后的信號驅(qū)動不同頻率的超聲換能器，將電能轉(zhuǎn)換成超聲發(fā)射。

超聲換能器由夾持器調(diào)節(jié)，可控制換能器的擺放位置，反射端為光學(xué)鏡面。超聲換能器與反射端之間的距離取10cm，固定不變，超聲換能器與反射鏡面位于火焰的左右兩側(cè)，其下端與空氣管出口平齊，超聲發(fā)射方向與火焰燃燒方向垂直，保證與從鏡面反射端反射回的超聲形成駐波，保證超聲可作用在火焰上。

本實驗主要研究超聲對火焰燃燒特性和排放特性的影響，因此固定超聲換能器和反射面的位置，避免因為位置的不同對火焰產(chǎn)生影響。信號發(fā)生器以及功率放大器搭配不同的換能器控制超聲頻率的變換。

實驗結(jié)果:

通過加載超聲的燃燒實驗系統(tǒng)實現(xiàn)超聲對火焰的作用，同時測量超聲作用下的火焰形態(tài)、煙氣組分分布、溫度場以及速度場，火焰形態(tài)通過數(shù)碼相機(jī)采集，煙氣組分使用基于物質(zhì)紅外吸收特性的煙氣測量系統(tǒng)測量，溫度場通過基于光偏折層析測溫技術(shù)的CT測溫系統(tǒng)測量,速度使用基于粒子圖像測速技術(shù)的PIV測速系統(tǒng)完成測量。基于此，研究設(shè)計了燃燒系統(tǒng)和測量系統(tǒng)。

實驗中所用到的功率放大器ATA-68020：

本實驗案例參考至知網(wǎng)論文《超聲激勵的甲烷/氨燃燒火焰及排放特性研究》

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