化石燃料不完全燃烧生成的多环芳烃(PAHs)是一种具有毒性及化学致癌性的物质,也被认为是碳烟颗粒的前驱物。研究火焰中PAHs的生成和演变规律,对从源头上降低燃烧过程中颗粒物排放具有指导意义。本文基于具有高时间空间分辨率的激光诱导荧光(LIF)技术,研究了气相PAHs和火焰中PAHs的荧光特性,并基于此构建了PAHs荧光光谱解析方法,优化了传统LIF技术。利用Chemkin Pro软件结合KAUST2机理对实验工况进行模拟计算,对实验结果进行了更深一步的阐释。本文主要工作和结论如下:(1)气相PAHs荧光光谱的温度和浓度特性:温度方面,随着温度逐渐升高,PAHs光谱形状逐渐改变成单峰,并且整体发生红移现象。PAHs荧光强度也随着温度上升而逐渐下降;浓度方面,随着PAHs浓度增加,PAHs荧光强度呈线性增加,而光谱形状不发生变化。(2)PAHs荧光光谱解析方法:基于实验数据和理论公式,构建了PAHs荧光强度与温度的外推公式,并结合PAHs荧光光谱形状外推方法,建立了PAHs荧光光谱温度外推模型;研究了PAHs混合物荧光光谱叠加规律,发现混合物的荧光光谱可由其组分的荧光光谱线性叠加;基于最小二乘法的多元线性回归法计算了混合物的组分浓度。(3)火焰中PAHs的荧光特性:乙烯层流预混火焰中PAHs荧光强度随着火焰高度增加而逐渐增加,荧光光谱形状基本保持不变。随着火焰温度升高,PAHs荧光光谱发生红移现象,荧光强度也随着温度升高逐渐降低,并且其衰减速度大于气相PAHs荧光强度衰减速度,表明温度升高会抑制火焰中PAHs的生成;利用Chemkin Pro计算火焰工况下各个PAHs生成浓度,计算结果趋势与实验一致,验证了机理的可靠性。根据计算所得的各个PAHs浓度比例进行了气相PAHs光谱拟合,与火焰光谱的上升沿贴合,验证了光谱解析方法的可靠性。