10kHz LII烟尘诊断仪

烟尘演化动态追踪

首次将激光诱导白炽测量提升至10千赫兹，可同步观测湍流火焰中烟尘体积分数与流场的瞬时演化，分辨率远超现有方法。

Jiacheng, Li · Yushan, Han · 王波 · 惠鑫 · 任光明 · Xiao-Hua, Gan

Physics of Fluids 2025

参数信息

测量频率

10000 Hz

雷诺数

5000

雷诺数

10000

高烟尘体积分数出现时的轴向速度范围

6-8 m/s

高烟尘体积分数出现时的相对速度范围

0-3 m/s

高烟尘体积分数出现时的剪切率

0 s^-1

高烟尘体积分数出现时的应变率

300 s^-1

高烟尘体积分数出现时的涡量

500 s^-1

技术优势

能跟踪快速演化

10 kHz 的高频测量使得烟尘结构在湍流作用下的瞬时变化得以时间分辨，避免了传统低频系统对快速过程的平均化。

同步测流场

LII 与 PIV 集成，在获取烟尘体积分数的同时测量速度场，从而研究烟尘与湍流的相互作用机制。

信噪比过关

在 10 kHz 高频下仍保持足够的信噪比，确保烟尘体积分数测量的可靠性。

应用场景

• 燃烧诊断：提供高频烟尘浓度测量，揭示湍流火焰中烟尘生成的瞬时机制。
• 激光测量：将 LII 技术提升到 10 kHz，拓展了激光诊断在快速过程跟踪中的应用。
• 流场可视化：同步获得烟尘分布与速度场，直观展示烟尘结构与湍流涡的相互作用。
• 湍流测量：时间分辨测量流场参数，用于研究湍流对烟尘形成和输运的影响。