隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,能源供應(yīng)狀況日趨緊張,燃料燃燒產(chǎn)生的環(huán)境污染也日趨嚴(yán)重。煙黑是化石燃料燃燒產(chǎn)生的污染物之一,是沒(méi)有實(shí)現(xiàn)的燃料化學(xué)能;煙黑顆粒隨燃燒排氣進(jìn)入大氣環(huán)境,從而造成環(huán)境污染。煙黑顆粒表面吸附有多環(huán)芳烴PAH,具有誘變性與致癌性,從而對(duì)人體健康造成不利影響;光化煙霧、酸雨及消光效應(yīng)也是煙黑對(duì)環(huán)境的不利影響。因此問(wèn)題的關(guān)鍵在于掌握煙黑生長(zhǎng)的物理化學(xué)機(jī)理,有效控制煙黑生成、表面生長(zhǎng)及表面氧化過(guò)程。越來(lái)越多的學(xué)者通過(guò)對(duì)煙黑體積份額進(jìn)行測(cè)量來(lái)分析煙黑的生成特性。本文首先詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外常用的煙黑測(cè)量方法及其研究現(xiàn)狀,重點(diǎn)闡述了直接取樣技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用。本文首先在考慮無(wú)煙黑沉積時(shí)分析火焰輻射及偶絲導(dǎo)熱對(duì)熱電偶測(cè)溫的影響。根據(jù)對(duì)軸對(duì)稱,層流,同向流擴(kuò)散乙烯-空氣火焰的數(shù)值模擬結(jié)果,獲得相應(yīng)的火焰氣體溫度場(chǎng),速度場(chǎng),火焰輻射分布以及煙黑的容積份額分布。利用求解物體導(dǎo)熱的數(shù)值計(jì)算的方法,對(duì)熱電偶插入火焰的過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。計(jì)算發(fā)現(xiàn)在火焰低溫區(qū)火焰輻射要高于節(jié)點(diǎn)的輻射損失,節(jié)點(diǎn)溫度高于氣體溫度;對(duì)于溫度梯度較大的火焰,偶絲導(dǎo)熱的影響較大,在火焰低溫區(qū)偶絲導(dǎo)熱使得節(jié)點(diǎn)溫度高于氣體溫度,而在火焰的高溫區(qū)節(jié)點(diǎn)溫度低于氣體溫度;對(duì)于熱電偶不同布置方式下所測(cè)的節(jié)點(diǎn)溫度也是不一樣。當(dāng)熱電偶插入含煙黑的火焰中,煙黑顆粒會(huì)逐漸粘附在熱電偶節(jié)點(diǎn)上。本文根據(jù)熱遷移理論建立相應(yīng)的計(jì)算模型,模擬煙黑沉積熱電偶的過(guò)程,獲得節(jié)點(diǎn)溫度隨煙黑沉積的變化曲線。分析了偶絲導(dǎo)熱,煙黑沉積溫度,煙黑沉積密度,偶絲直徑,煙黑顆粒聚團(tuán)大小以及熱電偶不同布置方式下對(duì)煙黑沉積節(jié)點(diǎn)溫度相應(yīng)的影響。

熱電偶是溫度測(cè)量?jī)x表中常用的測(cè)溫元件，它直接測(cè)量溫度，并把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過(guò)電氣儀表（二次儀表）轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。各種熱電偶的外形常因需要而極不相同，但是它們的基本結(jié)構(gòu)卻大致相同，通常由熱電極、絕緣套保護(hù)管和接線盒等主要部分組成，通常和顯示儀表、記錄儀表及電子調(diào)節(jié)器配套使用。