Determination of Temperature Profiles in Sub-Adiabatic Flames via Wavelength Modulation Spectroscopy

Il presente lavoro di tesi presenta lo sviluppo di una strategia diagnostica non intrusiva basata sulla Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy con Wavelength Modulation (TDLAS-WMS) per misurazioni di temperatura in fiamme di metano-aria stabilizzate su bruciatore. Lo studio si focalizza su fiamme sub-adiabatiche, dove la rimozione di calore dal bruciatore e le perdite radiative influenzano la struttura termica. La metodologia sfrutta la termometria a due linee del monossido di carbonio (CO) a 2.3 μm. Tramite una pipeline Python basata su interpolazione spline e integrazione nu- merica, è stata implementata un’analisi dei segnali armonici superiore ai tradizionali metodi di fitting, garantendo un’elevata robustezza al rumore. I dati sperimentali, acquisiti presso il laboratorio CESAR di Ostrava (Repubblica Ceca), sono stati validati con simulazioni Cantera (meccanismo FFCM-1 e modulo RADCAL). È stata dimostrata una forte correlazione lineare (R2 > 0.93) tra i rapporti delle aree sper- imentali e le temperature simulate. I profili ottenuti mostrano un accordo eccellente con i benchmark, con incertezze entro ±30 K. Il lavoro conferma l’efficacia del rapporto delle aree WMS come funzione di trasferimento per il recupero della temperatura in ambienti non adiabatici, ponendo le basi per future ricerche su flussi reattivi complessi.