张海
,
樊融
,
田雪沁
,
许考
,
汤根土
,
王双峰
,
万士昕
工程热物理学报
本文成功搭建了适用于中国科学院力学研究所国家微重力实验室(NMLC)落塔的高压对冲火焰实验系统,并首次开展了微重力条件下加压对冲火焰实验,测定了一定张力条件下甲烷/空气层流预混火焰的熄灭极限.实验结果表明,随着压力的增高,甲烷/空气混合气体的可燃极限呈先增后降的非单调变化趋势,峰值发生在0.4MPa左右.浮力对加压下微弱火焰熄灭极限的影响明显,在常重力条件下,相同张力下的熄灭极限较微重力条件下的偏大,峰值出现的压力略低.微重力条件下的实验结果与使用CHEMKIN的数值模拟的结果相当一致.
关键词:
加压
,
可燃极限
,
预混火焰
,
微重力
,
落塔
王双峰
,
浦以康
,
贾复
,
万士昕
工程热物理学报
对一种新型扬尘方法在垂直管道中形成的扬尘湍流特性进行了测量,在此基础上,观察和测量了玉米粉尘火焰向上传播的过程,讨论了湍流对火焰特性的影响.新方法产生的扬尘湍流强度相当低,随时间衰减缓慢,扬尘湍流的积分尺度随着时间增大,约为2 cm到3 cm.实验中观察到两种粉尘火焰:湍流火焰和层流火焰,火焰形态转变对应的点火延迟时间约等于1.1 s,即粉尘云湍流运动强度为10 cm/s,湍流火焰传播速度明显大于层流火焰.
关键词:
扬尘方法
,
扬尘湍流
,
粉尘火焰
,
火焰传播
,
玉米粉
肖原
,
任坦
,
王双峰
,
胡俊
,
赵建福
工程热物理学报
利用高度为14 mm的水平窄通道对微重力条件下聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯(PE)塑料材料表面的火焰传播进行了地面实验模拟研究.在环境气体氧气浓度为30%和50%、低速气流速度小于15 cm/s的实验条件下,实验测量了窄通道内材料表面火焰传播速度随气流速度的变化,它们与微重力下热厚材料火焰传播速度的理论预测结果符合得相当好.分析认为,窄通道能够有效地限制浮力对流,提高燃料表面固相热辐射在火焰传播中的相对作用,从而提供模拟微重力下热厚材料表面火焰传播特性的实验环境.
关键词:
火焰传播
,
热厚材料
,
微重力
,
地面模拟
袁莉
,
王双峰
,
工程热物理学报
地面常重力（1g）条件下,丙烷/空气预混火焰向上传播的富燃极限为9.2%C_3H_8,而向下传播时的富燃极限仅为6.3%C_3H_8,二者之间存在明显差距。利用微重力条件下的实验,对燃料浓度从6.5%到8.6%（微重力实验中测定的可燃极限）范围内的丙烷/空气预混火焰特性进行了研究。实验发现,重力对近极限丙烷/空气火焰的传播有显著影响,影响程度随着当量比的增加而增大。微重力下丙烷/空气的富燃极限为8.6%C_3H_8（φ=2.24）,明显高于1g条件下向下传播火焰的可燃极限,略低于向上传播火焰的可燃极限。随着当量比的增大,根据压力变化曲线计算的火焰层流燃烧速度从8.5cm/s逐渐减小到2.7 cm/s,可燃极限处的层流燃烧速度与前人实验数据一致。
关键词:
预混火焰
,
可燃极限
,
层流燃烧速度
,
微重力
任坦
,
王双峰
,
胡俊
,
肖原
工程热物理学报
利用实验和数值模拟对微重力和常重力条件下高度为14mm和10mm的窄通道内热薄纸张表面火焰传播特性进行了研究。不同重力条件下窄通道内火焰传播速度随气流速度变化的规律符合得较好，说明地面窄通道实验能够模拟微重力条件下材料表面火焰传播的主要特征。地面窄通道中浮力流动速度的最大值约为5cm／s，与常规实验通道（高度较大）相比，窄通道内的浮力对流在很大程度上受到限制。对火焰传播过程中的热损失分析表明，固相表面热辐射和气相热辐射对火焰传播的影响与气流速度有关。
关键词:
火焰传播
,
热薄材料
,
微重力
,
窄通道
王双峰
,
张海
,
工程热物理学报
利用微重力条件下向外传播的球形火焰,对贫燃极限附近甲烷/空气预混火焰的层流燃烧速度进行了测量,得到当量比从0.512(本文微重力实验中测定的可燃极限)到0.601范围内的零拉伸层流燃烧速度,并与前人实验数据和使用3种化学反应动力学模型的计算结果进行了比较.本文实验结果与已有的微重力实验数据非常接近,而其他研究者在常重力实验中得到的数据大多都明显高于微重力实验结果.不同化学反应机理预测的燃烧速度比微重力实验测量值大得多,这是因为它们主要是用远离可燃极限的燃烧速度校核的.
关键词:
层流燃烧速度
,
预混火焰
,
可燃极限
,
火焰拉伸
,
微重力
