王培勇
,
李琼
,
冯韬
工程热物理学报
湍流燃烧的基本火焰结构是拉伸的曲面涡管;拉伸流场中的管形火焰模拟了湍流燃烧的细微结构。本文对平面预混火焰、拉伸预混火焰和管形拉伸预混火焰进行了质量、能量和组分的守恒分析。通过对比这几种火焰,揭示了火焰拉伸效果是通过优先扩散改变火焰温度和熄火极限;而火焰曲率通过增强或削弱这种优先扩散效果来影响火焰温度,影响的大小和火焰厚度与火焰半径的比值呈正比。
关键词:
火焰拉伸效果
,
火焰曲率效果
,
优先扩散
,
预混火焰
,
湍流燃烧模型
赵平辉
,
叶桃红
,
姜海
,
陈义良
工程热物理学报
当气流速度较大时,多孔介质内预混燃烧的模拟需要考虑湍流的影响,本文利用简化的k-ε双方程湍流反应流模型对多孔介质内的预混火焰进行了数值模拟.结果表明,湍流大大加强了气流的组分和能世扩散,计算得到的火焰传播速度、CO及NO的排放量都与实验值符合得比较好,与层流模型相比,湍流模型能够改善计算结果.
关键词:
多孔介质
,
湍流
,
预混火焰
,
火焰传播速度
田雪沁
,
陶志强
,
张海
工程热物理学报
采用CHEMKIN的PREMIX模块对非常压下贫燃侧的一维、层流CH4／Air预混火焰进行数值模拟，分析了不同的压力下辐射引起的最高火焰温度损失、主要反应的敏感性系数和主要自由基摩尔分数的变化。结果表明，辐射热损失随着当量比的下降而加强，在非单调变化的拐点附近，热辐射损失对最高火焰温度的相对变化作用明显加强。随着压力增大，近极限火焰的主要链终止反应H＋O2＋M=HO2＋M的敏感性呈现先增大后减小的非单调变化，并逐渐被HO2＋CH3=OH＋CH30取代；引起以上变化的原因是，随着压力增大，HO2对其它主要基团（OH、O、H）的相对浓度明显增大。
关键词:
预混火焰
,
压力
,
可燃极限
,
反应机理
唐豪杰
,
高原
,
朱民
工程热物理学报
火焰传递函数是理解和控制振荡燃烧的理论基础.本文通过自发化学荧光法测量放热率,双传声器技术获得燃烧器出口的压力和速度脉动,研究了不同雷诺数、当量比和扰动频率下的预混火焰传递函数.结果显示,随着脉动幅值的增加,火焰传递函数将出现由线性到非线性的变化过程.当量比、雷诺数和扰动频率的改变,都会影响火焰传递函数的幅值和相位特性.实验结果显示,放热率脉动同流场及火焰面的周期性变化直接相关.结果为掌握振荡燃烧机理,发展相关的预测理论和抑制技术提供参考.
关键词:
预混火焰
,
非稳定燃烧
,
火焰传递函数
,
动态测量
李博
,
田雪沁
,
张扬
,
张海
,
岳光溪
工程热物理学报
在φ=0.6～0.75的条件下,利用PⅣ测得对冲火焰的二维速度场,分析使用偏移中心线一定距离提取的轴线速度分布曲线所得到的层流火焰传播速度SOL与沿中心线提取的速度分布曲线得到的SOL之间的误差大小.实验结果表明,在弱火焰时对冲火焰速度场具有明显的二维效应.φ=0.6,偏离中心轴线5 mm时,相对误差达到33%;而φ=0.75时,相对误差小于5%.因此,对于弱火焰的二维速度场,测量必须沿中心线进行.
关键词:
二维效应
,
对冲火焰
,
层流火焰传播速度
,
预混火焰
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
王岳
,
雷宇
,
工程热物理学报
本文利用数值模拟研究了浮力对湍流预混V形火焰平均速度场的影响,发现浮力效应主要体现在远场区域,而在火焰刷附近非常有限;利用落塔和OH-PLIF方法在正常重力和微重力下观测了火焰皱褶,发现浮力压制火焰皱褶的程度与湍流强度密切相关.分析表明斜压机理是浮力影响火焰皱褶的重要原因.
关键词:
浮力
,
预混火焰
,
数值模拟
,
OH-PLIF
,
皱褶
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
穆克进
,
王岳
,
雷宇
,
张哲巅
,
聂超群
,
肖云汉
工程热物理学报
介绍了用激光层析探测燃烧场的原理及其装置和图像处理工具的开发过程.利用预混V形火焰进行了激光层析探测火焰前锋的实验,结果显示该方法能够在入射光平面内清晰地分辨火焰皱褶在任一瞬间的几何形状.利用主动轮廓算法(ACM)从数字化图像中准确提取了火焰前锋的轮廓线形,为对火焰皱褶及其传播特性的量化分析打下了基础.
关键词:
激光层析
,
预混火焰
,
皱褶
,
主动轮廓算法
刘晅亚
,
康泉胜
,
陆守香
工程热物理学报
利用阶梯光栅光谱仪与自行研制的水雾协流管式燃烧器,对富燃料甲烷/空气层流预混火焰化学发光特性进行实验研究.分析了锥形预混火焰燃烧过程中火焰面OH、CH以及C2自由基粒子光谱强度分布规律,以及水雾协流作用下的预混火焰发射光谱特性,探讨了水雾液滴对富燃料甲烷预混火焰发射光谱的影响.实验结果表明:当水雾量充足时,作用于内锥火焰阵面的水雾液滴使得火焰阵面OH、CH以及C2自由基粒子发射光谱强度减弱,抑制预混火焰燃烧;当作用于火焰面的水雾载荷比较小时,富燃料预混火焰的OH、CH的发射光谱强度得到一定程度的增强.
关键词:
预混火焰
,
化学发光
,
发射光谱
,
管式燃烧器
,
水雾
