英文-题目浙大热物理测试方法及技术

2015能源工程学院《热物理测试方法及技术》课程作业物质浓度；压力；温度；速度；颗粒大小；表面特性Speciesconcentrations；pressure；temperature；velocities；particlescharacteristics；surfacecharacteristics优点：高灵敏度；测温范围宽；测量精度；空间分辨率高；响应速度快；对检测区域无干扰。non-intrusive；highsensitivity；highspatialresolution空间；hightemporalresolution时间；highspectralresolution光谱分辨率；multi-speciesmultipoint；canmeasurenon-thermalequilibrium非平衡态1.GeneralprincipleandapplicationofLIFtechnologyinthecombustiondiagnosticarea.（Marcus&ZhihuaWang）激光诱导荧光技术是一种可视化、非接触式的激光测量方法。利用物质分子原子在激光照射下能发出荧光的特性，来检测某种物质的存在以及浓度温度分布。原理：让一束激光通过检测区域，调节激光波长，当激光光子的能量等于检测区域某种分子的某两个特定能级之间的能量差时，该分子会吸收光子能量跃迁到高能态，处于高能态的分子不稳定，在一定时间内会返回到基态，同时分子通过自发辐射释放能量产生荧光。然后用CCD相机等图像采集工具记录下随流体一起流动的荧光物质的荧光，从而实现对复杂流场可视化。燃烧诊断的应用：实际应用中，从荧光的分布可以探测粒子的种类；从荧光的强弱可以得知粒子的浓度和温度；利用其空间分辨性可以测量粒子的浓度场和温度场。物质浓度温度；速度Speciesconcentrations；temperature；canmeasure2Dtemperatureandspeciesdistributions实列：发动机；汽轮机；燃生物质锅炉炉膛•Engineapplications–Tracer,speciesdetection,visualization•Gasturbineapplications–Fueldetection,gasphase/liquidphasedetection,visualization•Furnace/bioapplications,–Pyrolysis高温分解–Biomassexperiments该技术的关键是选择合适的物质与特定波长(调节激光器)的激光匹配，产生足够强度的荧光信号为探测器所接收。目前的示踪粒子（即被测物质）有OHHCCOO2NO。优点：高灵敏度；测温范围宽；测量精度；空间分辨率高；响应速度快；对检测区域无干扰。non-intrusive；highsensitivity；highspatialresolution空间；hightemporalresolution时间；highspectralresolution光谱分辨率；multi-speciesmultipoint；canmeasurenon-thermalequilibrium非平衡态2.GeneralprincipleoftemperaturemeasurementbyRayleighscattering,isitaquantitativemethod?Why?（Marcus&ZhihuaWang）一种光学现象，属于散射的一种情况。又称“分子散射”。粒子尺度远小于入射光波长时（小于波长的十分之一），其各方向上的散射光强度是不一样的，该强度与入射光的波长四次方成反比，波长愈短，散射愈强，这种现象称为瑞利散射。（1）尺度数α散射的程度变化是粒子半径（r）与辐射波长（λ）比例的函数，连同许多其它因子，像极化、角度、以及相干性等等。因此常引用无量纲尺度数α=2πr/λ作为判别标准：当α远小于0.1时，可用瑞利散射；当α≥0.1时,需用米散射；当α50时,可用几何光学。瑞利散射技术（RS）是基于流场本身分子弹性散射的光学测量方法。由于瑞利散射信号较弱，并且很容易被米散射或者光学玻璃的散射信号所覆盖瑞利散射是光照射到粒径比入射光波长小的粒子(如原子、分子等)后产生的一种弹性散射，散射光与入射光波长相同。瑞利散射信号强度入射光的频率(或波长)存在四次幂关系。瑞利散射信号强度与温度的倒数成正相关关系，由此可以根据散射信号得知被测区域的温度。RayleighscatteringsignalisinverselyproportionaltothetemperatureYes，itis.ButMajorspeciesconcentrationshavetobeknownorestimatedforquantitativetemperaturemeasurements,becauseofthedifferentRayleighscatteringcross-sectionsfordifferentspecies.3.Describemeasurementmethodsforsize,concentrationofsoot?(Marcus&ZhihuaWang)和陈红玲有关的一篇Sootmeasurementsusingscattering/extinction（LE消光法）当光束穿过一含有颗粒的介质时,由于受到颗粒的散射和吸收,使得穿过介质后的透射光强度受到衰减,其衰减程度与颗粒的大小和浓度相关遵循Beer-Lambert定律,消光法具有测量范围宽,准确性高,测量速度快等特点,特别适用于吸收系数大的颗粒,例如燃烧过程中的碳烟。釆用消光法监测燃煤电厂烟尘排放浓度,通过改变测量区长度,可适应不同排放浓度的监测,具有连续、实时、在线、准确可靠等优点。SootmeasurementsusingLaserinducedincandescence(LII激光诱导炽光技术）高能量激光射到碳烟颗粒,被测照射碳烟粒子迅速升温4000K左右,通过检测其辖射发射光谱推演受热粒子的浓度与粒径信息。激光诱导白识光技术能测量高温环境中碳颗粒,这是因为粒子经过激光加热后产生远高于周围环境的辐射光谱,副除背景福射的干扰Laser-inducedbreakdownspectroscopy（LIBS激光诱导击穿光谱技术）该技术通过超短脉冲激光聚焦样品表面形成等离子体，利用光谱仪对等离子体发射光谱进行分析，以此来识别样品中的元素组成成分，进而可以进行材料的识别、分类、定性以及定量分析。LIBS使用高峰值功率的脉冲激光照射样品，光束聚焦到一个很小的分析点（通常10-400微米直径）。在激光照射的光斑区域，样品中的材料被烧蚀剥离，并在样品上方形成纳米粒子云团。由于激光光束的峰值能量是相当高的，其吸收及多光子电离效应增加了样品上方生成的气体和气溶胶云团的不透明型，即便只是很短暂的激光脉冲激发。由于激光的能量显著地被该云团吸收，等离子体逐渐形成。高能量的等离子体使纳米粒子熔化，将其中的原子激发并且发出光。原子发出的光可以被检测器捕获并记录为光谱，通过对光谱进行分析，即可获得样品中存在何种元素的信息，通过软件算法可以对光谱进行进一步的定性分析（例如材料鉴别，PMI）和定量分析（例如，样品中某一元素的含量）。4.PleasedescribetheprincipleoftheTunableDiodeLaserAbsorptionSpectroscopy(TDLAS)techniqueanditsadvantage.（FeiWang）5.○1GeneralprincipleforvelocityandsizemeasurementbyPhaseDopplerAnemometry.SizeofcoalpowdercanbemeasuredbyPDA?Why?OR○2GeneralprincipleandrecentprogressofParticleimagevelocimetry?(GerardGrehan&XuechengWu)6.Describeon-linemeasurementmethodsofPM2.5underhightemperatureenvironment(GerardGrehan,LinghongChen&YuqiJin)LII高能量激光射到碳烟颗粒,被测照射碳烟粒子迅速升温4000K左右,通过检测其辖射发射光谱推演受热粒子的浓度与粒径信息。激光诱导白识光技术能测量高温环境中碳颗粒,这是因为粒子经过激光加热后产生远高于周围环境的辐射光谱,副除背景福射的干扰7.Themathematicprincipleofalgebraicreconstructionmethod(QunxingHuang)8.MeasurementprincipleofphaseDoppleranemometryformeasuringthegas-solidvelocitiesandthesolidconcentration(HaoZhou)9.GeneralprincipleofCARStechniqueanditsadvantageinthecombustiondiagnosticarea.(XiaoliYu)