Experimental study of a two phase V-shape flame by means of OH planar-LIF

The purpose of this report is to present an experimental study concerning the application of laser diagnostics on a stabilized V-shape flame. Information about the spatial position of the flame front is of great importance and is achieved with tracking OH radicals, known to be good burned gas markers. The OH-Planar Laser Induced Fluorescence (OH-PLIF) technique is implemented in this work. PLIF images post- processing tools are developed on the Matlab software to extract the flame front position and to derive other quantities such as the mean progress variable. These results are matched with mean droplet temperature data, acquired by means of the Global Rainbow laser Technique (GRT).

Questo lavoro di tesi `e consistito nell’effettuare uno studio sperimentale relativo all’applicazione di tecniche di diagnostica laser su una fiamma bifase eptano/aria stabilizzata a V. Durante la fase sperimentale `e stata utilizzata una tecnica di diagnostica nota come Planar Laser Induced Fluorescence (PLIF), grazie alla quale `e possibile tracciare la presenza dei radicali OH, prodotti in gran quantit`a nella zona del fronte di fiamma. Tracciare questi radicali corrisponde quindi a conoscere l’esatta posizione del fronte di fiamma. Il sistema sperimentale per realizzare questa tecnica `e composto da un laser (UV, λ = 282,68 nm) e da un sistema che raccoglie il segnale emesso dai radicali OH (videocamera intensificata, ICCD). Le immagini ricavate sperimentalmente sono state poi processate attraverso l’utilizzo del software Matlab, nel quale sono stati implementati programmi sviluppati appositamente. Successivamente, da queste immagini corrette dagli errori presenti, sono state estratte informazioni statistiche quali la posizione media del fronte di fiamma (mean progress variable). Infine, queste informazioni sono state unite con i dati riguardanti la temperatura media delle goccioline di combustibile, ottenute tramite l’applicazione di un’altra tecnica di diagnostica laser nota come Global Rainbow Technique (GRT). I risultati hanno permesso di mettere in relazione l’evoluzione della temperatura media delle goccioline di combustibile in funzione della posizione media del fronte di fiamma.