1. Nesusidėvėjęs elektrodas - nekontaktinis uždegimas
Uždegimo žvakių elektrodai palaipsniui nusidėvi esant aukštai temperatūrai ir slėgiui. Ilgų bandomųjų kampanijų metu nuosėdos, erozija ir kibirkštinio{1}}tarpo geometrijos pokyčiai gali turėti įtakos uždegimo nuoseklumui.
Lazerinis uždegimassukuria plazmą tiesiai degiojo mišinio viduje, nededant elektrodo uždegimo vietoje. Tai pašalina elektrodų eroziją, sumažina techninę priežiūrą ir pašalina vieną galimą eksperimentinių pokyčių šaltinį.
2. Laisvai reguliuojamos uždegimo padėtys
Uždegimo žvakė uždega mišinį fiksuotoje mechaninėje vietoje. Norint išbandyti kitą uždegimo tašką, gali prireikti naujo dizaino cilindro galvutės, pritaikytos kameros įdėklo ar kitų techninės įrangos pakeitimų.
Naudojant lazerinį uždegimą, židinio tašką galima reguliuoti turimo optinio kelio ribose. Tyrėjai gali nustatyti uždegimo tašką:
- Kameros centre
- Prie sienos
- Per sluoksniuotą kuro sluoksnį
- Skirtingame mišinio viduje gylyje
Šis lankstumas padeda tyrėjams ištirti, kaip uždegimo padėtis veikia liepsnos plitimą, degimo greitį ir ciklo -prie{1}} svyravimus.
3. Didelis tikslumas ir pakartojamumas
Patikimas degimo tyrimas priklauso nuo pastovių užsidegimo sąlygų.
Šiuolaikinės lazerinio uždegimo sistemos užtikrina stabilią impulsų energiją, tikslią laiko valdymą ir pakartojamą plazmos susidarymą. Juos taip pat galima sinchronizuoti su degalų įpurškimo, slėgio matavimo, didelio greičio{1}}kameromis ir duomenų{2}}gavimo sistemomis.
Dėl tokio nuoseklumo lengviau palyginti skirtingus degalus, degimo kameras ir veikimo sąlygas be nereikalingo uždegimo{0}}svyravimų.
4. Patikimesnis liesų mišinių uždegimas
Liesas degimas gali pagerinti efektyvumą ir sumažinti tam tikrą išmetamųjų teršalų kiekį, tačiau lieso kuro{0}}oro mišinius dažnai sunku uždegti. Jie jautrūs vietinei temperatūrai, turbulencijai ir degalų koncentracijai.
Įprastos uždegimo žvakės gali sukelti uždegimo sutrikimus arba nestabilų liepsnos vystymąsi labai liesomis sąlygomis.
Lazerinis uždegimas sutelkia energiją į mažą plazmos branduolį, padedant pradėti degimą mišiniuose, kurie gali būti sudėtingi įprastoms uždegimo sistemoms. Dėl to jis naudingas atliekant lieso-degimo, praskiesto-degimo ir aukšto-slėgio uždegimo tyrimus.
5. Minimalūs trukdžiai srautui ir liepsnos vystymuisi
Uždegimo žvakių elektrodai užima vietą degimo kameroje. Jie gali sutrikdyti vietinį oro srautą, sukurti šilumą{1}}prarandančius paviršius ir paveikti ankstyvojo liepsnos branduolio formą.
Lazerinis uždegimas nusėda energiją nepadėdamas fizinės įrangos arti uždegimo taško. Tai leidžia liepsnai plisti mažiau trukdytoje aplinkoje.
Nauda ypač svarbi, kai mokslininkai naudoja optinę diagnostiką, pavyzdžiui:
- Didelės spartos{0}}liepsnos vaizdavimas
- Dalelių vaizdo greičio matavimas arba PIV
Nesant stebėjimo zonos elektrodo blokavimo, vaizdus lengviau analizuoti, o matavimai gali geriau atspindėti natūralų degimą.
6. Puikiai-Tinka alternatyvaus kuro tyrimams
Mokslinių tyrimų laboratorijos vis dažniau tiria vandenilį, amoniaką, metanolį, sintetines dujas, sintetinį kurą ir biokuro mišinius.
Šie degalai turi skirtingą liepsnos greitį, uždegimo{0}}energijos reikalavimus, degumo ribas ir degimo charakteristikas. Lazerinis uždegimas leidžia tyrėjams tiksliai valdyti uždegimo laiką, padėtį ir energijos tiekimą, tuo pačiu sumažinant elektrodų trukdžius.
Vandenilio tyrimai gali būti naudingi dėl greito atsako ir tikslaus lazerinių sistemų sinchronizavimo, o sunkiai{0}}užsidegantį kurą, pvz., amoniaką,{1}} galima tirti kruopščiai kontroliuojamomis sąlygomis.
7. Palaiko kelių{1}}taškų uždegimo tyrimus
Didelėje degimo kameroje vienam liepsnos priekiui gali prireikti daugiau laiko, kad jis galėtų pereiti per visą mišinį.
Sukūrus kelis uždegimo taškus, gali sutrumpėti liepsnos plitimo atstumas ir padidėti degimo greitis bei šilumos išsiskyrimo tolygumas.
Naudojant pluošto daliklius arba pritaikytus optinius kelius, lazerinės sistemos gali sukurti plazmą keliose vietose. Nors šios sąrankos sudėtingesnės, jos leidžia tyrėjams išbandyti pažangias kelių{1}}taškų uždegimo strategijas.
Lazerinis uždegimas prieš uždegimo žvakę
| Funkcija | Uždegimo žvakė | Lazerinis uždegimas |
|---|---|---|
| Uždegimo mechanizmas | Elektrinė kibirkštis tarp elektrodų | Lazerio{0}}sukelta plazma |
| Elektrodų susidėvėjimas | Laipsniškas degradavimas | Uždegimo vietoje nėra elektrodo |
| Uždegimo padėtis | Pataisyta | Reguliuojamas |
| Pakartojamumas | Gali turėti įtakos susidėvėjimui ir nuosėdoms | Aukštas, kai tinkamai sukalibruotas |
| Liesos{0}}deginimo galimybė | Ribotas sudėtingomis sąlygomis | Geriau esant daugeliui liesų sąlygų |
| Srauto trukdžiai | Elektrodas užima kameros erdvę | Minimalūs trukdžiai |
| Optinė prieiga | Gali būti trukdoma | Aiškesnė stebėjimo zona |
| Sistemos sudėtingumas | Paprasta | Sudėtingesnis |
| Pradinė kaina | Žemesnis | Aukštesnis |
| Saugos reikalavimai | Standartinė elektros sauga | Papildomi lazeriniai{0}}saugos valdikliai |
Įprasti pritaikymai tyrimams ir bandymams
Lazerinės uždegimo sistemos naudojamos įvairiose tyrimų ir plėtros aplinkose, įskaitant:
- Nuolatinio{0}}tūrio degimo indai
- Optiškai prieinami tyrimų varikliai
- Dujų turbinų degimo įrenginių bandymo įrenginiai
- Pramoninių degiklių kūrimas
- Vandenilio ir amoniako degimo tyrimai
- Flame{0}}branduolio formavimo eksperimentai
- Liepsnos-plitimo ir struktūros analizė
- Lieso{0}}degimo degimo bandymas
- Aukšto{0}}slėgio degimo eksperimentai
- Universiteto mokymo ir tyrimų laboratorijos
- Pažangūs variklių tyrimų ir plėtros projektai
Technologija suteikia didžiausią vertę, kai įprastos uždegimo žvakės trukdo optinei prieigai, trikdo srauto lauką, greitai susidėvi arba negali padėti uždegimo taško reikiamoje vietoje.
Apribojimai, į kuriuos reikia atsižvelgti
Lazerinis uždegimas nėra universalus uždegimo žvakių pakaitalas. Svarbūs apribojimai apima:
- Didesnė pradinė įrangos kaina
- Reikalingas skaidrus optinis langas arba tinkamas spindulio kelias
- Suodžiai ir nuosėdos gali sumažinti langų pralaidumą
- Optinis išlygiavimas turi išlikti stabilus
- Vibracija ir šiluminis plėtimasis gali turėti įtakos spindulio pozicijai
- Didelės{0}}energijos lazeriams reikia gaubtų, blokų, apsauginių akinių ir apmokytų operatorių
Įprastam uždegimo bandymui uždegimo žvakė gali likti paprastesnis ir ekonomiškesnis pasirinkimas. Lazerinis uždegimas yra vertingiausias, kai būtinas tikslus padėties nustatymas, optinė prieiga arba minimalūs fiziniai trukdžiai.
Kaip pasirinkti lazerinę uždegimo sistemą
Tinkama sistema priklauso nuo kuro, kameros slėgio, uždegimo dažnio, turimos optinės prieigos ir tyrimo tikslo.
| veiksnys | Į ką atsižvelgti |
| Pulso energija | Turi pakakti plazmos suskaidymui tikslinėmis sąlygomis |
| Bangos ilgis | Turėtų būti suderinamas su optinio lango ir{0}}spindulio perdavimo sistema |
| Fokusavimo optika | Nustato darbo atstumą, židinio padėtį ir taško dydį |
| Pasikartojimo dažnis | Turi atitikti reikiamą uždegimo dažnį |
| Aušinimas | Ilgai{0}}veikiant, gali reikėti aktyvaus aušinimo |
| Sinchronizavimas | Turėtų būti integruota su įpurškimu, jutikliais, kameromis ir duomenų gavimu |
| Išlygiavimo stabilumas | Optiniai laikikliai turi atlaikyti vibraciją ir temperatūros pokyčius |
| Saugumas | Reikalingi gaubtai, blokatoriai, sijos stabdikliai ir apsauginės priemonės |
Kompaktiškos sistemos yra tinkamos retkarčiais atlikti laboratorinius tyrimus. Ilgesnio ar aukštesnio
Išvada
Lazerinis uždegimas suteikia degimo tyrinėtojams didesnę kontrolę, kur ir kada įvyksta užsidegimas.
Jo bekontaktė konstrukcija pašalina elektrodų susidėvėjimą, sumažina trukdžius liepsnos vystymuisi ir palaiko tikslius, pakartojamus bandymus. Tai ypač naudinga liesiems mišiniams, optinei diagnostikai, alternatyviems degalams ir eksperimentams, kuriems reikia reguliuojamų arba kelių uždegimo taškų.
Technologija yra brangesnė ir sudėtingesnė nei įprastas kibirkštinis uždegimas, todėl ją reikėtų parinkti pagal eksperimento poreikius. Kai svarbi tiksli uždegimo padėtis, aiški optinė prieiga arba sudėtingos degalų sąlygos, uždegimas lazeriu gali pasiūlyti didelių mokslinių tyrimų pranašumų.
Reikia pagalbos renkantis lazerinę uždegimo sistemą?
Mūsų inžinierių komanda gali padėti įvertinti jūsų testo reikalavimus, pasirinkti tinkamąlazerio uždegimo sistema, ir integruoti jį į esamą degimo sistemą.
Susisiekite su mumis ir aptarkite savo paraišką ir eksperimentinius tikslus.