Универсальная калибровка количественных измерений методом ОН-LIPF в углеводородных пламенах при повышенных давлениях

Количественное определение концентраций радикалов важно при изучении структуры пламен. В работе проведен количественный анализ методом лазерно-индуцированной предиссоциативной флюоресценции (OH-LIPF) в плоских пламенах предварительно перемешанных метановоздушных и пропановоздушных смесей (коэффициент избытка горючего $\phi=0.7\div1.3$) при высоком давлении ($1\div5$ атм). OH возбуждали ($A^2\Sigma^+$, $\nu'= 3-X^2\Pi$, $\nu''=0$, $\mathrm{P}_28$) при помощи эксимерного $\mathrm{KrF}$-лазера и наблюдали полосы флюоресценции $(3,2)$. Интенсивность флюоресценции OH калибровали по концентрациям OH, вычисленным по результатам моделирования в послепламенной зоне при помощи данных CHEMKIN для пламен предварительно перемешанных смесей с использованием механизма GRI-Mech $3.0$. Точность и пространственное разрешение измерений температуры важны для корректности соответствующего моделирования пламени, особенно в реакционной зоне вблизи поверхности горелки. Для определения температуры над поверхностью горелки применена тщательно изготовленная система позиционирования термопары ($\mathrm{R}$-тип, $50$ мкм). С учетом скоростей тушения, профилей Фойгта и нормализации измеренных спектров по отношению к интенсивности спектров комбинационного рассеяния азота воздуха определена универсальная калибровочная постоянная ($C_T=(1.076 \pm 0.174)\cdot 10^{16}$ молекул/см$^3$). Концентрации радикала ОН, вычисленные путем моделирования пламени, хорошо количественно согласуются со значениями, измеренным методом OH-LIPF во всех метановоздушных и в бедных $(\phi=0.7\div0.8)$ пропановоздушных пламенах. Однако при $\phi>0.9$ в пропановых пламенах получено $2$–$5$-кратное расхождение. Это может быть обусловлено недостаточным представлением реакций с участием частиц $\mathrm{C}_3$ в механизме GRI и/или неточностью термохимических данных для больших молекул.