精確測量火焰溫度,最大限度提高燃料燃燒過程的效率
在燃燒研究中,絕熱火焰溫度代表火焰在理想條件下所能達到的最高溫度。它是實際過程中火焰溫度的理論上限,假定所有的燃燒熱都轉移到了燃燒過程中產生的氣體中。100% 當量比表示一種化學計量混合物,即所有燃料與混合物中所有可用的氧氣反應。這種情況下火焰溫度最高,因為加熱多余的氧氣或其他未反應成分不會損失熱量。
在實際應用中,火焰溫度通常低于 100% 等效比時的絕熱火焰溫度。當燃燒產生的能量全部用于加熱氣態燃燒產物時,火焰溫度最高。當有足夠的空氣進行燃燒時(既不會太多,也不會太少),就能達到這一最佳溫度。如果空氣過多,額外的空氣會吸收部分燃燒能量,從而降低火焰溫度。相反,如果空氣不足,燃燒會減少釋放的能量,導致火焰溫度降低。
精確的火焰溫度測量對于開發和測試火箭推進和其他高性能應用中的新燃料至關重要。這些測量有助于研究人員改進燃料成分并提高其性能。
火焰溫度測量對于優化燃燒過程也至關重要。準確的溫度數據能夠更好地控制燃燒,從而提高效率并減少排放。
此外,火焰溫度測量在評估各種燃料成分的性能方面也起著至關重要的作用。了解不同的化學反應是如何在不同的溫度下發生的,可以幫助工業開發或選擇效率更高、排放更低的燃料,從而促進環境的可持續發展。
熱電偶是測量火焰溫度常用的傳統工具。它們由兩根異種金屬線組成,一端連接,形成一個結點。當暴露在火焰中時,結點會產生與溫度相對應的電壓,然后可以測量并轉換成溫度數據。雖然熱電偶因其簡單和成本效益高而被廣泛使用,但它們也有明顯的局限性。它們只能提供點測量,即測量熱電偶置于火焰內特定位置的溫度。這可能導致讀數不完整或不準確,尤其是在異質火焰中。此外,熱電偶具有侵入性,可能會干擾火焰并積累煙塵,從而導致測量誤差。此外,熱電偶測量的準確性還會受到通過傳導和輻射進行的熱交換的影響,從而導致熱電偶與實際氣體溫度之間存在差異。
利用 4.3 µm 紅外測溫法進行非侵入式火焰溫度測量,優化燃燒
紅外測溫法是一種非侵入式方法,通過檢測火焰發出的熱輻射來測量火焰溫度。與熱電偶不同,這種技術不需要與火焰進行物理接觸,從而避免了侵入式測量可能帶來的干擾和不準確性。
在這種方法中,對特定紅外波長敏感的探測器會捕獲火焰的輻射發射。然后將該輻射的強度與已知黑體源的強度進行比較,以準確估計火焰溫度。
紅外測溫法的主要優勢之一是它能夠在不干擾火焰的情況下測量溫度。然而,準確的讀數需要仔細校準,并考慮燃燒氣體和煙塵顆粒的發射率、吸收率和散射等因素。
用于火焰溫度測量的紅外測溫法通常集中在 4.3 微米 (µm) 左右的波長上。這個波長特別重要,因為它與碳氫化合物燃燒的主要產物二氧化碳 (CO?) 的強紅外發射帶一致。在 4.3 µm 波長處,二氧化碳分子的非對稱拉伸振動是紅外光譜中的主要發射源,因此該波長非常適合檢測火焰發出的熱輻射。這種特定的聚焦可確保溫度讀數與實際火焰溫度緊密對應,因為該波長的輻射強度與二氧化碳分子的溫度直接相關。
Optris CTLaser F2 測溫儀專門設計用于在 4.3 µm 的光譜范圍內準確測量二氧化碳火焰氣體。通過瞄準這一精確的波長,測溫儀可最大限度地減少其他氣體和背景輻射的干擾,從而提高火焰溫度測量的準確性。
Optris CTLaser F2 的溫度范圍為 200 °C 至 1650 °C,非常適合各種工業燃燒過程。它無需與火焰進行物理接觸即可提供可靠的溫度測量,從而保持燃燒過程的完整性。此外,高溫計可在惡劣環境下有效運行,無需額外冷卻,使其成為工業環境中多功能且可靠的工具。
為什么CTLaser F2是冷卻熱像儀的理想且經濟實惠的替代品
火焰的高溫會發射出大量紅外輻射,為了解燃燒過程提供了寶貴的見解。CTLaser F2 是一種價格實惠且功能強大的火焰溫度測量解決方案,為更昂貴的冷卻紅外成像系統提供了一種經濟高效的替代方案。冷卻紅外系統雖然具有高靈敏度和精度,但也有幾個明顯的缺點。它們需要復雜的冷卻機制,通常使用低溫冷卻或熱電冷卻器,這增加了總體成本、維護和操作復雜性。這些冷卻系統不僅安裝和運行成本高昂,而且在惡劣的工業環境中容易發生故障,導致停機時間增加和維護成本增加。
相比之下,CTLaser F2 無需此類冷卻設備即可提供精確可靠的溫度讀數,使其成為預算考慮很重要的工業應用的選擇。其耐用的設計確保即使在具有挑戰性的條件下也能持久發揮作用,進一步降低了運營中斷的風險。這種經濟實惠、耐用性和高精度的結合使 CTLaser F2 成為那些尋求可靠溫度測量而又不需要冷卻紅外技術通常帶來的高成本和維護負擔的人的有力選擇。
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