Multi-Species Laser-Based Imaging Measurements in a Diesel Spray

Schulz, Christof; Gronki, Joachim

doi:10.4271/2004-01-1917

Cited by 17 publications

(6 citation statements)

References 13 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…In measurement situations with significant laser attenuation, the local laser fluence changes, and, for relating measured signals to f V , information about laser attenuation is necessary or highly desirable for reconstructing the local laser fluence and thus correcting the detected pulsed-LII signal. Approaches that use the local pulsed-LII signal as a measure of the local laser attenuation for corrections in a post-processing step provide an experimentally simple method, that is, however, based on many assumptions [155,373]. Measurements of the total attenuation of the beam after passing through the interaction volume cannot fully correct for local variations of the laser fluence and their nonlinear influence on the LII signal.…”

Section: Volume and Mass Fractionmentioning

confidence: 99%

“…In addition to the variation of injection pressures, ambient density, and pressure [223,441,442], the effect of nozzle geometry [373], including cluster nozzles [443], has been investigated with pulsed LII in high-pressure combustion vessels, and quantitative data have been used for the validation of soot-formation simulations [444]. Because, in highpressure cells, Diesel combustion can be decoupled from flow-field effects, the influence of fuel composition on soot formation has been investigated with pulsed LII [445].…”

Section: Quantitative Imaging Of Soot-volume Fractionmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Laser-induced incandescence: Particulate diagnostics for combustion, atmospheric, and industrial applications

Michelsen

Schulz

Smallwood

et al. 2015

Progress in Energy and Combustion Science

321

206

View full text Add to dashboard Cite

The understanding of soot formation in combustion processes and the optimization of practical combustion systems require in situ measurement techniques that can provide important characteristics, such as particle concentrations and sizes, under a variety of conditions. Of equal importance are techniques suitable for characterizing soot particles produced from incomplete combustion and emitted into the environment. Additionally, the production of engineered nanoparticles, such as carbon blacks, may benefit from techniques developed. This review discusses considerations for selection of laser and detection characteristics to address application-specific needs. The benefits of using LII for measurements of a range of nanoparticles in the fields mentioned above are demonstrated with some typical examples, covering simple flames, internal-combustion engines, exhaust emissions, the ambient atmosphere, and nanoparticle production. We also remark on less well-known studies employing LII for particles suspended in liquids.An important aspect of the paper is to critically assess the improvement in the understanding of the fundamental physical mechanisms at the nanoscale and the determination of underlying parameters; we also identify further research needs in these contexts. Building on this enhanced capability in describing the underlying complex processes, LII has become a workhorse of particulate measurement in a variety of fields, and its utility continues to be expanding. When coupled with complementary methods, such as light scattering, probe-sampling, molecular-beam techniques, and other nanoparticle instrumentation, new directions for research and applications with LII continue to materialize.

show abstract

Section: Volume and Mass Fractionmentioning

confidence: 99%

Section: Quantitative Imaging Of Soot-volume Fractionmentioning

confidence: 99%

Laser-induced incandescence: Particulate diagnostics for combustion, atmospheric, and industrial applications

Michelsen

Schulz

Smallwood

et al. 2015

Progress in Energy and Combustion Science

321

206

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Indeed, stability issues with 5-nonanone have been reported in previous work [14]. However, if the presence of oxygen was to increase the rate of tracer decomposition, the effect of the presence of oxygen on fluorescence intensity would be more important in the leading edge of the jet where the temperature and mixture history is favourable.…”

Section: -Nonanonementioning

confidence: 95%

“…Applying these criteria, two molecules were identified: 5-nonanone with a boiling temperature of 188°C, and 2-decanone with a boiling temperature of 210°C. Previous tests with 5-nonanone [14] show that a good signal to noise ratio can be obtained in the presence of oxygen. However, tracer decomposition in the fuel supply system might lead to experimental difficulties.…”

Section: Principlementioning

confidence: 99%

Development of Optical Diagnostic Techniques to Correlate Mixing and Auto-Ignition Processes in High Pressure Diesel Jets

Bruneaux

2008

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

View full text Add to dashboard Cite

Résumé -Développement de techniques de diagnostic optique pour corréler le mélange et l'autoinflammation en injection directe Diesel haute pression -Une technique de visualisation du carburant par Fluorescence Induite par Laser (LIF) en présence d'oxygène est développée pour l'étude de l'injection directe Diesel haute pression. Un nouveau traceur, le 5 nonanone, est sélectionné sur la base d'une étude bibliographique. Des essais sont effectués avec ce dernier dans une enceinte haute pression haute température qui reproduit les conditions thermodynamiques rencontrées dans la chambre de combustion d'un moteur Diesel au moment de l'injection. Ils montrent que le signal de fluorescence collecté à l'air est suffisamment important pour permettre d'envisager des visualisations du carburant en présence d'oxygène dans des configurations difficiles, comme par exemple par illumination globale. Ensuite, la technique de LIF à l'air est combinée à une visualisation rapide de la chimiluminescence afin d'analyser la corrélation entre la structure du mélange et l'auto-inflammation du jet Diesel. Dans la configuration d'un jet libre et dans la gamme de paramètres étudiés, l'auto-inflammation est principalement localisée dans des zones riches en amont de la zone de mélange. Dans la configuration d'un jet interagissant avec une paroi perpendiculaire, l'auto-inflammation apparaît dans le centre du jet et se propage aux extrémités au voisinage de la paroi. Abstract -Development of Optical Diagnostic Techniques to Correlate Mixing and Auto-Ignition Processes in High Pressure Diesel Jets -A tracer laser-induced fluorescence (LIF) technique for the visualization of fuel distribution in the presence of oxygen was developed and then used sequentially with high speed chemiluminescence imaging to study the correlation between the mixing and auto-ignition processes of high pressure Diesel jets. A single hole common rail Diesel injector allowing high injection

show abstract

“…This is in general a major limitation of many LIF tracers commonly used for in-cylinder visualisation studies. The selected tracer used in this study was 5-nonanone [14] since previous experiments in a high pressure, high temperature pre-combustion chamber have shown this tracer to be particularly suitable for imaging of combusting Diesel jets [15]. A small quantity (1% by mass) of 5-nonanone was added as a dopant to the single component (non-fluorescent) fuel dodecane.…”

Section: Visualisation Of Liquid Fuel Films Via Tracer Lifmentioning

confidence: 99%

An Investigation of Unburned Hydrocarbon Emissions in Wall Guided, Low Temperature Diesel Combustion

Kashdan

Mendez

Bruneaux

2008

Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP

View full text Add to dashboard Cite

Résumé -Une investigation des émissions d'hydrocarbures imbrûlés en combustion Diesel à basse température avec guidage paroi -Les mécanismes de formation des hydrocarbures imbrûlés(HC) dans les systèmes de combustion à bas niveaux de NOx ont été investigués sur moteurs monocylindre opaque et optique fonctionnant à faible charge (2 et 4 bar de PMI). Sur moteur opaque, les paramètres tels que l'avance d'injection (AVI), la température plénum et la richesse globale ont été variés afin d'analyser le rôle du phénomène de quenching de masse sur la formation d'émissions de HC. La technique d'imagerie par fluorescence induite par laser (LIF) des HC imbrûlés à l'intérieur de la chambre a été appliquée sur le moteur optique. En outre, des essais ont été réalisés sur moteur opaque afin d'évaluer la contribution du volume mort du premier cordon sur les émissions de HC. Enfin, le rôle des films liquides et leur impact sur les émissions de HC ont été étudiés sur les deux types de moteurs. Sur moteur opaque l'investigation a consisté à comparer les résultats obtenus avec deux carburants dont les volatilités étaient différentes. En parallèle, la technique de LIF traceur a été appliquée sur moteur optique pour visualiser les films liquides. Les résultats obtenus sur les moteurs opaque et optique ont mis en évidence que le quenching de masse est une source majeure d'émission de HC dans le cas d'une géométrie de combustion avec guidage paroi. Le quenching de masse est le résultat de l'oxydation partielle du carburant dans les zones où la richesse locale est soit trop pauvre, soit trop riche et/ou la température locale n'est pas suffisamment élevée. Les données expérimentales obtenues sur les deux moteurs ont également révélé la présence de films liquides, surtout pour des stratégies d'injections précoces. En outre, les films liquides restent présents en fin de combustion, contribuant aux émissions de HC. Les images de LIF des films liquides semblent montrer que les films se détachent de la surface du piston pendant la phase de détente par un phénomène de « flash boiling ». Ces résultats semblent donc confirmer que le carburant non-brûlé issu des films liquides contribue directement aux émissions de HC. Abstract -An Investigation of Unburned Hydrocarbon Emissions in Wall Guided

show abstract

Multi-Species Laser-Based Imaging Measurements in a Diesel Spray

Cited by 17 publications

References 13 publications

Laser-induced incandescence: Particulate diagnostics for combustion, atmospheric, and industrial applications

Laser-induced incandescence: Particulate diagnostics for combustion, atmospheric, and industrial applications

Development of Optical Diagnostic Techniques to Correlate Mixing and Auto-Ignition Processes in High Pressure Diesel Jets

An Investigation of Unburned Hydrocarbon Emissions in Wall Guided, Low Temperature Diesel Combustion

Contact Info

Product

Resources

About