İleri Işık Source Alev Deneyler: İs Oluşumu Süreçlerinin içine Yeni Trendleri

Bu prosedürün genel amacı, yanma ortamlarında bu tür bir oluşumun ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasını sağlamak için laboratuvar ölçekli hidrokarbon alevlerin kimyasal bileşimini analiz etmektir. Bu, ilk olarak yaklaşık 20 ila 80 milibarlık düşük bir basınç altında brülör stabilize edilmiş önceden karıştırılmış alevlerin oluşturulmasıyla gerçekleştirilir. İkinci adım, bu alevlerden gazları çekmek ve daha sonra vakumlu ultraviyole foto iyonizasyonlu özel olarak yapılmış bir uçuş süresi kütle spektrometresi kullanarak örneklenen türün kimyasal kimliğini belirlemektir.

Daha sonra, bu türlerin konsantrasyonu, brülörden olan mesafenin bir fonksiyonu olarak belirlenir. Son adım, üretilen yanmanın kimyasal bileşimini incelemek için benzer bir yaklaşım kullanmaktır, bu nedenle gaz fazı oluşum süreçlerinin sonuçları olan parçacıklar. Sonuçta, vakumlu ultraviyole ile alev örnekleme kütle spektrometresi.

Foto iyonizasyon, rezonans stabilize edici radikallerin önemli ara ürünler olduğunu ve basit bir mekanizmanın gözlemlenen tüm kurum bileşenlerini açıklayamadığını göstermek için kullanılır. Bu yöntem yanma süreçleri hakkında bilgi sağlayabilirken, diğer şeylerin yanı sıra atmosferik kimya, moleküler dinamik ve kinetik incelemek için de kullanılabilir. İlk olarak, brülör yüzeyinden dakikada bir litre Argonne akışı ve dakikada 1,5 litre oksijen akışı oluşturun ve alev odasında 80 milibarlık bir basınç sağlayın.

Sıcak tel ateşleyiciyi brülör yüzeyinin üzerine yerleştirin. Ardından hidrojen akışını dakikada 0,4 litreye ayarlayın ve ateşlemeden sonra ateşleyiciyi hızlı bir şekilde etkinleştirin. Sıcak tel ateşleyiciyi kapatın ve brülörden uzağa yeniden konumlandırın.

Ardından, istenen Argon oksijen, hidrojen ve yakıt akışlarını oluşturun. Basıncı, iyonizasyon odasındaki basınç 10 ila eksi altı milibara eşit veya daha az olduğunda tipik olarak 20 ila 40 milibar arasında olan hedef alevin koşullarına uyacak şekilde ayarlayın. Voltajları uçuş zamanı kütle spektrometresi ve mikrokanal plaka dedektörünün iyon optiğine uygulayın ve ışın hattı valflerini açın.

Laboratuvarı başlatın view veri toplama programı genel arayüzü vi ve yazılımdaki motor sekmesini kullanarak brülörü istediğiniz konuma getirin. Bunu takiben, tarama parametrelerini veya foton enerjisinin elektron voltu başına adım sayısını tanımlamak için genel sekmesini kullanın. Bunu takiben, foton enerjisini istenen başlangıç değerine ayarlamak için A LS sekmesini kullanın ve P 78 86 sekmesinde aktif olacak a LS enerjisini tanımlayın.

Süpürme sayısını, bölme sayısını ve bölme genişliğini ayarlamak için parametreleri ayarla düğmesini kullanın. Ardından geçerli bir dosya yolu ve adı girin ve bilgisayar denetimi veri toplama işlemini başlatmak için başlat'a tıklayın. Brülör taramalarının elde edilmesi için, enerji taramalarında olduğu gibi voltajları uçuş zamanı kütle spektrometresi ve mikrokanal plaka dedektörünün iyon optiğine uygulayın.

Foton demetinin hazneye girmesine izin vermek için ışın hattı valflerini açın. LabVIEW veri toplama programı genel arayüzü vi'yi açtıktan sonra, brülör yüzeyini örnekleme konisine mümkün olduğunca yaklaştırmak için motor sekmesinin altındaki jogger'ı kullanın ve bu konumu başlangıç noktası olarak tanımlayın. Ardından aktif olacak motoru tanımlayın.

Tarama parametrelerini veya brülör hareketinin milimetre başına adım sayısını tanımlamak için genel sekmesini kullanın. Ardından, foton enerjisini istenen değere ayarlamak için bir LS sekmesini kullanın, bu tipik olarak P 78 86 sekmesinde sekiz ila 16.65 elektron cıvatası arasındadır. Her brülör konumunda süpürme sayısını veya üst üste eklenen kütle spektrumlarının sayısını, kutu sayısını ve kutu genişliğini ayarlamak üzere bir alt sanal cihazı başlatmak için parametreleri ayarla düğmesini kullanın.

Bunu takiben, geçerli bir dosya yolu ve adı sağlayın ve otomatik veri toplama sürecini başlatmak için başlat'a tıklayın Aerosol deneyi için RAA'lar zıt akış alevleri kullanılır. Başlamak için alev odasını argonla doldurun ve basıncı yaklaşık 860 milibara getirin. Ateşleyici bobinini yaklaşık olarak iki brülör çıkışının ortasında oynatın.

Oksitleyici akışını oksijen için dakikada 0,3 litreye ve argon için dakikada 1,6 litreye ve oksitleyici akış eş akışını argon için dakikada 2,5 litreye ayarlayın. Ardından yakıt akışını hidrojen için dakikada 0,3 litre ve argon için dakikada 2,5 litre ve yakıt akışı eş akışını dakikada 2,5 litreye ayarlayın. Argon için hidrojen ve oksijen valflerini açın ve hemen ateşleme bobinini açın.

Alev tutuşturulduktan sonra ateşleme bobinini kapatın ve geri çekin. Bu noktada, istenen oksijen, argon ve yakıt akışlarını oluşturun. Hidrojen akışını kapatın ve basınç ve reaktan çıkış ayrımını istenen değerlere ayarlayın.

Hedef alev için. Aerosol kütle spektrometresinin iyon optiğine ve dedektörüne uygun voltajları uygulayın. Ardından laboratuvar görünümü veri toplama programı genel arayüzünü karşıt akış vi'yı açın.

Karşı akışlı brülörü, kuvars mikrobu yakıt akışı çıkışına en yakın konumda olacak şekilde çevirmek için motor sekmesindeki jogger uygulamasını kullanın. Bu konumdayken, motor adım konumunu sıfırlayın. Bunu takiben.

Alev örnekleme hattından aerodinamik lense veya bir DL sistemine akışa izin veren çeyrek dönüşlü küresel vanayı yavaşça açın. A DL'nin çıkışındaki basıncın bir çarpı 10 üzeri negatif iki milibara yakın olduğunu onaylayın. Tarama parametrelerini veya brülör hareketinin veya foton enerjisinin milimetre başına adım sayısını tanımlamak için genel sekmesini kullanın.

İstenen foton enerjisini ayarlamak için bir LS sekmesini kullanın ve brülörü istenen brülör konumuna getirmek için motor sekmesini kullanın. Ardından, P 78 86 sekmesini ve buradaki parametreleri ayarla düğmesini kullanın. Alım parametrelerini ayarlamak için, aktif olacak bir motor veya LS enerjisi tanımlayın.

Uygun alanlara geçerli bir dosya yolu ve adı girin ve aerosol kütle spektrumlarını almak için başlat'a tıklayın. Düşük basınçlı önceden karıştırılmış brülörden alevle örneklenen gazların tipik bir kütle spektrumu burada gösterilmektedir. Sinyale katkıda bulunan türlerin kimlikleri, her bir ana yük oranı için alev örneklemeli foto iyonizasyon verimliliği veya PIE eğrileri ve bunların bilinen izomere özgü iyonizasyon enerjileri ve PIE eğrileri ile karşılaştırılması ile ortaya çıkar.

Alev örneklemeli PIE eğrilerinin tipik örnekleri burada gösterilmiştir. Ana şarj oranı için 39 ve 41'e eşittir. Veriler bir stoia metrik propan alevinden alınmıştır.

Sinyal, ly stabilize edilmiş arial ve alel radikallerinden kaynaklanacak karakteristik iyonlaşma eşikleri ile açık bir şekilde tanımlanır. Birçok ana yük oranı değeri için, birden fazla eşik gözlemlenerek birden fazla izomer rutin olarak tanımlanır. Literatürde birçok örnek kapsamlı bir şekilde tartışılmıştır.

Örneğin, ana yük oranı alen ve propan için 40'a, bir etanol ve asetaldehit için 44'e bir, üç bütadien, bir bütan ve iki bütan için 54'e veya fulin ve benzen için 78'e eşittir. İzomer bileşimi bilindikten sonra, tek tek türlerin izomere özgü mol fraksiyonu profillerinin belirlenmesine izin vermek için çeşitli foton enerjilerinde ve alevin farklı konumlarından kütle spektrumları alınır. Brülör yüzeyine olan mesafenin bir fonksiyonu olarak, düşük basınçlı önceden karıştırılmış brülörden bir STO geometrik propan alevi içindeki fulin ve benzenin temsili mol fraksiyon profilleri burada gösterilmektedir.

Her alev için, bilimsel hedeflere bağlı olarak, ana yük oranı bire eşit olan ana yük oranı ile 78 veya daha yüksek olan ana yük oranı arasında değişen türler için tipik olarak toplam 40 ila 50 ayrı mol fraksiyonu profili belirlenir. Bu mol fraksiyon profilleri daha sonra yanma kimyası modellerinin tahmin yeteneklerini değerlendirmek ve bunları doğrulamak için kullanılır. Burada tipik bir aerosol kütle spektrumu gösterilmiştir, ana yük oranları 150 ila 600 arasında değişen ve tepe noktası 202 civarında olan türler için propan karşıt akış difüzyon alev iyonu sinyalinden alınmıştır.

Kütle spektrumunda gözlemlenen tüm türleri tanımlamak veya olası oluşumlarını çözmek için mevcut deneysel yeteneklerin ötesindedir: Yollar, bu tür kütle spektrumlarını açıklandığı gibi yakıt çıkışına olan mesafenin bir fonksiyonu olarak almak, uzamsal olarak çözülmüş profiller sağlar. Kütle yük oranının 256'ya eşit olması için burada temsili bir örnek gösterilmiştir. Diğer türlerden herhangi biri için de benzer profiller elde edilebilir, bu da sonuç olarak herhangi bir yanma kimyası modeli için doğrulama hedefleri olarak kullanılabilir.

Bir kez ustalaştıktan sonra, yetkin bir operatör bu tekniği sadece birkaç saat içinde eksiksiz bir alev verisi setini kaydetmek için kullanabilir.