随着对燃烧研究的不断深入,需要用各种碳氢燃料在燃烧过程中不同温度、压力条件下的着火延时来验证其化学动力学机理。通过对碳氢燃料着火的研究,可以为新型燃烧方式、改进燃烧室的设计、提高燃料热效率、减少污染物排放等提供重要的理论支持。激波管是利用激波原理实现对物质的加热以获得极高滞止温度的实验装置。由于在激波管采用入射和反射激波对介质进行均匀、非等熵、绝热压缩,可以比较容易的在很大范围内调节温度、压力和速度。因此,本文自行设计和开发高压化学激波管应用于燃烧化学动力学的研究。由于选择着火标记信号不同,得到的着火延时数据是不同的。本文选择OH自由基的发射光强信号作为着火信号,采用光电倍增管接收OH辐射光强。在本文激波管实验中,着火延时定义为反射波到达测量点压力信号和该点出现着火标记信号的时间差。首先,用高频响压电传感器记录入射/反射激波的压力时间信号。然后,由光电倍增管记录着火标记信号时间曲线,由压力和发射光强的时间曲线即可确定着火延时。由于乙醇和丁醇作为传统汽油和柴油的替代燃料有着广阔的应用前景,但是现在的研究远远不能满足工程实际的需求,特别是对于在汽油机运行工况下的着火延迟方面的基础数据还相当缺乏。因此,本文在双膜化学激波管实验装置上,以氦气为驱动气体,运用反射激波,通过测量OH*自发光信号,以其信号曲线最大斜率处作为着火开始的标志,给出了着火延时的准确定义,并开展了乙醇/氮气/氧气混合气在温度范围1094.86—1280.72K,压力范围为0.628—0.732MPa的条件、当量比为0.8、1.0、1.2下和丁醇/氮气/氧气混合气在温度范围1043.32—1163.72K、压力范围为0.671—0.835MPa、当量比为0.5、1.0、1.5下的着火延时进行测量分析,获得的主要结论如下:(1)随着温度的增加,混合气的着火延时缩短,着火延时的对数与温度的倒数呈正比,满足Arrhenius关系式。(2)由于混合气中燃料浓度增加,单位体积内参加反应的燃料分子数增多,化学反应中有效碰撞次数增多,反应速率加快。因此,随着当量比的升高,着火延时减小。(3)根据Arrhenius关系式,对当量比为1的混合气拟合,得到乙醇/氮气/氧气混合气τig与T、p的关系为(ig ) 2. 549p(-2.012)exp(5 866/T),反映出着火延时对压力的依赖性较高,而活化能对当量比的变化是不敏感的。(4)根据Arrhenius关系式,对当量比为1的混合气拟合,得到丁醇/氮气/氧气混合气τig与T、p的关系为:(ig )1. 14p(-4.1476)exp(4 795/T),反映出着火延时对压力的依赖性很高,而活化能对当量比的变化是不敏感的。(5)测量混合气的着火延时的主要误差包括:着火温度T5的测量或计算误差和着火延时τig测量误差等。其主要来源于:激波衰减、真实气体效应、边界层效应、振动松弛、点火加速、激波分叉等因素。