激光感生击穿煤粉的等离子体特性研究.pdf

中国-T程热物删学会 燃烧学 学术会议论文 编0：064047 激光感生击穿煤粉的等离子体特性研究 谢承利‘陆继东1’2李捷’陈文。余亮英3李娉2刘彦2 (1．华中科技人学煤燃烧困家醇点实验室武汉430074： 2．乍南艘r人学I【I力学院广州 510640；3．华中科技人学光电’f科学‘jrT程学院戚汉430074) E--maih 联系电话：027-dlu@mail．hust．edu．cn 摘要奉文flJf究J，心用激光感生击穿光黹j』|：}r定蹬分析时影响发射光讲强度的『约r个土婴|丈l豢：等离f体 湓度’il乜’F密度，给…J’激光等高r体温度1JI Ll『．惭腹的计算疗法。并fJ以燃粉作为等离了．体激发样 品，舀：白行搭建的实验台架l：进行J，试验研究，结合。实验结果对激光等离r体温度IjI【i了南度进行J， 计算验证。InJ时分析，厶i相I川实验条件F．煤粉粒径变化对r等离f休温度’』I LI_r‘常度的影响，为该 光满分析方法4：燃煤领域的心用提供理论摧础。 关键词：激光感生m穿光i}譬；等离了休濉心：I【!『．带眨：媒粉 1、弓l言 breakdown 激光感生击穿光谱(1aser．induced 元素分析手段已经在燃烧、冶金、水污染、．十污染、艺术晶及染料鉴定等{j：业得剑了一 定的应用¨’21。这种定堵分析技术以其快速、便捷、适刚性强、能多元素同步分析等特 点显示了良好的戍Ju|前景，但是这种方法分析精度易受激发光源(强度、波K=、脉冲宽 度等)、测鼙对象的物理化学特性、测鼙环境(雁强、气体氛隔等)以及激光与被测对 象的作用机制等各种测龄条什的影响比“1．测域精度不高与重复性较蒡住很人种度上限 制了这种光谱分析技术的J“泛推广应用。为了寻求激光感生击穿光谱分析的最佳条彳，i：。 提高激光感生击穿光谱方法的麻．【{j精度，国内外人域学者针对影响光谱分析的各种测馘 冈素做了人鲑的研究l：作。M．Kuzuya等I：“叫研究了行i，叶气氛罔卜．不同压强时光谱信号的 著异，证实了在惰性气体环境卜．适当降低环境JK强仃利丁提高激光感乍卉穿光谱的定最 分析精度，井对激光的能嚣密度利脉冲宽度埘j：定{聿}分析结果的影响也做了深入比较lJJf for ResearchCenterClean 究。澳人利讵的沾净能合作研究中，已,(Cooperative Power)的 质与激发方式、测牮对象的形态、定艟计算模’觯锋彩方面对I节IIJL[BS进行褐煤中元素分 Sandia国家实验窀、日本二三菱科研中心的。4然’≯者也住该方向投入了人龉的研究I：作。 力对丁．光谱信号的影响以及激光等离r体的温度与lUf密度的时问演化进{j：了实验研 究。光谱定锚分析的基础是光谱强度，依据激光等离+f体发射谱线镁度的理论计算公式， 影响谱线强度的两个直接冈录就煺笛离子体温度oj电f密度。 矗等学检悱l：学科点0顺科研垠余资I协顺l|(200201H7013) 136 本文针对刚激光诱导击穿煤粉时形成J{勺等离子体温度与电子密度这两个重要特征 参数进行了分析研究，给出了这两个笛离子体物理参数的计算方法，并进行了实验验证， 并且就煤粉特性变化对这两个参数的影响进行了比较研究。 2、等离子体温度与电子密度的计算方法 2．1等离子体温度的计算 在不考虑等离f体的臼吸收效应的情况卜．，当等离，体处丁．局部热乎衡时，分析粒 子