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2.1.3 油料池火焰光谱强度研究分析
油池火在燃烧过程中不断向外辐射热量，对各油品及混合油品的池火焰光谱辐射亮度进行计算，可掌握小尺度油池火燃烧辐射能的变化规律。油池火焰辐射亮度及平均辐射亮度计算方法如式（2.4）、式（2.5）所示。油池火焰光谱波段平均光谱强度可反映测试波段范围内油池火焰光谱强度变化特征，计算方法如式（2.6）所示。
（2.4）
（2.5）
（2.6）
式中，Δλ表示测试波长范围，nm，354～845nm；Rλ表示波长λ处火焰发射光谱强度；N表示每组实验测试次数。
实验过程中光谱仪距离火焰较近，忽略光谱仪探测与火焰之间大气对火焰辐射能吸收及散射的影响，燃烧过程中火焰自身的脉动特性及测试环境中风速的变化可影响火焰光谱的强度，在一定程度上也容易造成火焰辐射能量的波动变化。各油品及混合油品池火焰光谱强度计算结果如表2.1所列。实验测得的各油品及混合油品池火焰光谱辐射亮度计算结果如图2.7所示，各组油品及混合油品池火焰光谱强度变化与油料池火焰各燃烧阶段规律相符。在燃烧发展阶段，火焰的燃烧强度逐渐加剧，温度不断升高，对外辐射强度逐渐增强，火焰光谱强度也呈逐渐上升的趋势；在燃烧稳定阶段，火焰的温度最高，燃烧强度最大，火焰温度在最大值附近上下波动，根据斯特藩玻尔兹曼定律，火焰的辐射强度与火焰温度四次方成正比，即火焰的辐射能在火焰稳定燃烧阶段在最大辐射亮度上下波动，因此计算得到的火焰光谱强度也在最大值上下波动；在衰减熄灭阶段，随着液态燃料逐渐燃烧殆尽，火焰的对外辐射强度逐渐降低，火焰光谱强度也呈逐渐降低的趋势。
表2.1 油料池火焰光谱强度计算结果 单位： W/（m2·sr）
图2.7 油料池火焰光谱辐射亮度计算结果