2.1.3　油料池火焰光譜強(qiáng)度研究分析

油池火在燃燒過(guò)程中不斷向外輻射熱量，對(duì)各油品及混合油品的池火焰光譜輻射亮度進(jìn)行計(jì)算，可掌握小尺度油池火燃燒輻射能的變化規(guī)律。油池火焰輻射亮度及平均輻射亮度計(jì)算方法如式（2.4）、式（2.5）所示。油池火焰光譜波段平均光譜強(qiáng)度可反映測(cè)試波段范圍內(nèi)油池火焰光譜強(qiáng)度變化特征，計(jì)算方法如式（2.6）所示。

　　（2.4）

　　（2.5）

　　（2.6）

式中，Δλ表示測(cè)試波長(zhǎng)范圍，nm，354～845nm；R_λ表示波長(zhǎng)λ處火焰發(fā)射光譜強(qiáng)度；N表示每組實(shí)驗(yàn)測(cè)試次數(shù)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中光譜儀距離火焰較近，忽略光譜儀探測(cè)與火焰之間大氣對(duì)火焰輻射能吸收及散射的影響，燃燒過(guò)程中火焰自身的脈動(dòng)特性及測(cè)試環(huán)境中風(fēng)速的變化可影響火焰光譜的強(qiáng)度，在一定程度上也容易造成火焰輻射能量的波動(dòng)變化。各油品及混合油品池火焰光譜強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果如表2.1所列。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的各油品及混合油品池火焰光譜輻射亮度計(jì)算結(jié)果如圖2.7所示，各組油品及混合油品池火焰光譜強(qiáng)度變化與油料池火焰各燃燒階段規(guī)律相符。在燃燒發(fā)展階段，火焰的燃燒強(qiáng)度逐漸加劇，溫度不斷升高，對(duì)外輻射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，火焰光譜強(qiáng)度也呈逐漸上升的趨勢(shì)；在燃燒穩(wěn)定階段，火焰的溫度最高，燃燒強(qiáng)度最大，火焰溫度在最大值附近上下波動(dòng)，根據(jù)斯特藩玻爾茲曼定律，火焰的輻射強(qiáng)度與火焰溫度四次方成正比，即火焰的輻射能在火焰穩(wěn)定燃燒階段在最大輻射亮度上下波動(dòng)，因此計(jì)算得到的火焰光譜強(qiáng)度也在最大值上下波動(dòng)；在衰減熄滅階段，隨著液態(tài)燃料逐漸燃燒殆盡，火焰的對(duì)外輻射強(qiáng)度逐漸降低，火焰光譜強(qiáng)度也呈逐漸降低的趨勢(shì)。

表2.1　油料池火焰光譜強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果　　單位： W/（m²·sr）

圖2.7　油料池火焰光譜輻射亮度計(jì)算結(jié)果