Influência do atraso e da janela temporal na detecção da fluorescência induzida por laser sobre a determinação da temperatura de chama
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2012 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE |
Texto Completo: | http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/07.30.16.58 |
Resumo: | Para obter a temperatura da chama, radicais OH presentes na chama são excitados de diversos níveis rotacionais do nível eletrônico fundamental para um estado eletrônico excitado no qual retornam ao estado fundamental com emissão de fátons, a denominada fluorescência. A intensidade do sinal de fluorescência de cada transição é proporcional à população do nível rotacional ocupado pelo radical anteriormente à excitação, que, por sua vez, é governada pela distribuição de Boltzmann para a temperatura local. Considera-se, para a técnica LIF, que o tempo de duração da fluorescência da fluorescência emitida é independente da transição, o que não ocorre na prática. Neste trabalho foi estudada a influência de uma das fontes de erros sistemáticos associados à técnica de Fluorescência Induzida por Laser na determinação de temperatura de chamas. A temperatura de uma chama pré-misturada e estequiométrica de GLP lar foi calculada sob diversas configurações de atrasos e tempo de exposição na detecção da fluorescência emitida a partir da excitação de radicais OH nos comprimentos de onda entre 285,2 nm e 287,1 nm. Os resultados mostraram que a temperatura calculada a partir de espectros de excitação detectados sob atrasos maiores, fornece valores maiores, com variação máxima observada de até 260 K, quando a temperatura calculada pelo método de Boltzmann variou de 2272 K $\pm$ 88 K até 2531 K $\pm$ 109 K. Esse desvio observado para a temperatura relaciona-se com o fato de estados diferentes decaírem diferentemente, e, quando atrasos maiores são usados para a detecção da fluorescência, níveis de maior energia são favorecidos e a temperatura calculada fornece, automaticamente, valores maiores. |
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info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisInfluência do atraso e da janela temporal na detecção da fluorescência induzida por laser sobre a determinação da temperatura de chamaInfluence of delay time and exposition time to integrate the laser-induced fluorescence on flame temperature measurements2012-06-01Antonio Osny de ToledoFernando de Souza CostaWladimyr Mattos da Costa DouradoLuiz Gilberto BarretaMaria Esther SbampatoPedro Antônio de Souza MatosInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Combustão e PropulsãoINPEBRcombustãofluorescência-induzida por laserespectroscopiaradical OHcombustionlaser-induced fluorescenceOH radicalspectroscopyPara obter a temperatura da chama, radicais OH presentes na chama são excitados de diversos níveis rotacionais do nível eletrônico fundamental para um estado eletrônico excitado no qual retornam ao estado fundamental com emissão de fátons, a denominada fluorescência. A intensidade do sinal de fluorescência de cada transição é proporcional à população do nível rotacional ocupado pelo radical anteriormente à excitação, que, por sua vez, é governada pela distribuição de Boltzmann para a temperatura local. Considera-se, para a técnica LIF, que o tempo de duração da fluorescência da fluorescência emitida é independente da transição, o que não ocorre na prática. Neste trabalho foi estudada a influência de uma das fontes de erros sistemáticos associados à técnica de Fluorescência Induzida por Laser na determinação de temperatura de chamas. A temperatura de uma chama pré-misturada e estequiométrica de GLP lar foi calculada sob diversas configurações de atrasos e tempo de exposição na detecção da fluorescência emitida a partir da excitação de radicais OH nos comprimentos de onda entre 285,2 nm e 287,1 nm. Os resultados mostraram que a temperatura calculada a partir de espectros de excitação detectados sob atrasos maiores, fornece valores maiores, com variação máxima observada de até 260 K, quando a temperatura calculada pelo método de Boltzmann variou de 2272 K $\pm$ 88 K até 2531 K $\pm$ 109 K. Esse desvio observado para a temperatura relaciona-se com o fato de estados diferentes decaírem diferentemente, e, quando atrasos maiores são usados para a detecção da fluorescência, níveis de maior energia são favorecidos e a temperatura calculada fornece, automaticamente, valores maiores.To obtain the flame temperature, OH radical in the flame was excited from several different rotationallevels in the ground electronic state to an excited electronic state, from which it radiates, the so-called fluorescence. The fluorescence signal intensity for each individual transition is proportional to the population of the rotational level in the electronic ground state before the laser excitation, which, in turn, is governed according to the Boltzmann distribution for that temperature. One can consider, for the LIF technique, that the time duration of the emitted fluorescence is independent of the transition, which does not occur in practice. In this work, the influence of one of the sources of systematc errors on the determination of temperature by Laser-Induced Fluorescence was studied. The temperature of a premixed and stoichiometric flame of LPG / Air was calculated under various delay times and exposure times in the detection of the fluorescence emitted from the excitation of OH radicals in wavelengths between 285.2 nm and 287.1 nm. The results showed that the temperature calculated from the excitation spectra detected with longer delays, provides values greater than of up to 260 K when the teperatura calculated by the Boltzmann ranged from 2272 K $\pm$ 88 K to 2531 K $\pm$ 109 K.This deviation observed for the temperature relates to the fact that different states decay with different decay rater, and when longer delays were used to detect the fluorescence, higher levels were favored, and the calculed temperature was higher.http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/07.30.16.58info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:53:53Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/mtc-m19/2012/07.30.16.58.56-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:53:54.247Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false |
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To obtain the flame temperature, OH radical in the flame was excited from several different rotationallevels in the ground electronic state to an excited electronic state, from which it radiates, the so-called fluorescence. The fluorescence signal intensity for each individual transition is proportional to the population of the rotational level in the electronic ground state before the laser excitation, which, in turn, is governed according to the Boltzmann distribution for that temperature. One can consider, for the LIF technique, that the time duration of the emitted fluorescence is independent of the transition, which does not occur in practice. In this work, the influence of one of the sources of systematc errors on the determination of temperature by Laser-Induced Fluorescence was studied. The temperature of a premixed and stoichiometric flame of LPG / Air was calculated under various delay times and exposure times in the detection of the fluorescence emitted from the excitation of OH radicals in wavelengths between 285.2 nm and 287.1 nm. The results showed that the temperature calculated from the excitation spectra detected with longer delays, provides values greater than of up to 260 K when the teperatura calculated by the Boltzmann ranged from 2272 K $\pm$ 88 K to 2531 K $\pm$ 109 K.This deviation observed for the temperature relates to the fact that different states decay with different decay rater, and when longer delays were used to detect the fluorescence, higher levels were favored, and the calculed temperature was higher. |
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