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1.
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激波诱导预混瓦斯燃烧的数值模拟
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游浩 余明高 刘欣华 邓权威 任鹏《煤炭学报》,2012年第37卷第9期
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利用Chemkin软件模拟了不同速度的激波诱导不同浓度的甲烷、空气混合气体燃烧的过程，得到：入射激波速度高于1 300 m/s时，瓦斯能发生燃烧，此时高压室压力大于11.004 MPa ，与实验结果基本吻合；初始压力越大，激波速度越快，瓦斯点火延迟时间时间显著减短，燃烧越容易发生；下游管道的直径大于3.8 mm时，对瓦斯燃烧的影响不大，但是下游管道直径过小，火焰容易熄灭，说明激波能诱导瓦斯燃烧。
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2.
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航空煤油裂解气的高温自点火延迟特性
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郑祖骏 万中军 李萍 张昌华《含能材料》,2020年第28卷第5期
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航空煤油是一种典型的吸热性碳氢燃料，燃料在进入燃烧室之前通过热裂解产生裂解产物而吸热，可在高速飞行器的热防护中起着重要作用。航空煤油及其裂解气的自点火延迟特性是冲压发动机设计的主要参数之一，也是验证燃烧反应机理的重要数据。本研究在化学激波管中，利用反射激波对航空煤油及其裂解气进行自点火，获得了点火温度在900~1820 K，压力为1.01×105 Pa，当量比为1.0条件下RP-3航空煤油、裂解气及主要裂解成分氢气、甲烷、乙烯和乙烷的自点火延迟时间。点火延迟时间定义为反射激波到达测量点时引起的压力信号起跳到CH*自由基信号大量出现时的时间间隔。实验结果表明，点火延迟时间随温度的升高明显缩短；在相同工况下，甲烷点火延迟时间最长，氢气最短，裂解气的点火延迟时间比航空煤油略长；裂解气活化能接近于航空煤油的活化能，都在180 kJ·mol-1左右，单组分中的氢气点火活化能最低，为127.8 kJ·mol-1。实验结果与相应的燃烧动力学机理模拟结果进行了对比，机理能很好预测温度对点火延迟时间的影响规律。对机理进行了敏感度分析，得到了影响燃料点火的主要基元反应。
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3.
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甲苯、正癸烷点火延迟的激波管实验研究
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陈其盛 窦志国 李兰《含能材料》,2015年第23卷第10期
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利用反射型激波管、压力传感器、光电倍增管、示波器等组成的测试系统,通过测量激波压力信号和OH自由基光强信号,在1175~2023 K,压力为0.1 MPa,当量比为0.5、1.0、2.0的条件下,获得了甲苯/氧气/氮气、正癸烷/氧气/氮气的点火延迟时间。在实验中利用超声速气流雾化液态燃料,制备了均匀的燃料气溶胶。通过控制反射激波缝合接触面的运行状态,使实验运行时间延长至15 ms以上。实验结果表明,在相同的点火压力和点火温度下,甲苯的点火延迟时间比正癸烷的长。随着反应初始温度升高,甲苯和正癸烷的点火延迟时间缩短,点火延时的对数与温度倒数成正比。点火过程中的OH自由基荧光强度在不同温度下呈现出不同的变化规律。
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4.
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不同当量比条件下矿井瓦斯爆炸过程的数值模拟
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陈先锋 张银 许小江 王亚平 李星《采矿与安全工程学报》,2012年第3期
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为了研究管道预混火焰的传播特性及内在机理,运用数值模拟的方法,建立矿井瓦斯气体爆炸的数学模型和物理模型,对不同当量比浓度的矿井瓦斯气体爆炸过程进行模拟研究。计算结果表明,矿井瓦斯气体爆炸过程中速度和压力值均会经历上升-下降-二次波峰-下降-震荡的过程。火焰传播初期,气体爆燃体积迅速增大,火焰的速度、压力和温度随之迅速上升,并在一段时间内呈现层流燃烧状态。而后速度和压力图均出现了不同程度的波动,可知这是压力波和反射波共同作用的结果。速度和压力并未同时达到峰值,速度要超前于压力达到最大状态,这主要是爆炸压力波和反射压力波的相互叠加作用导致压力上升,而反射压力波导致速度下降。当量比浓度的压力、速度值最小,燃烧持续时间最长,此时气体还未完全加速,未形成爆轰状态。
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5.
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单组元粉末发动机内流场数值模拟研究
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冷林涛 翁春生 白桥栋 林玲《弹道学报》,2017年第29卷第2期
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为了研究粉末发动机的工作特性,建立了以火药颗粒为燃料的单组元粉末发动机理论模型,采用CE/SE方法对粉末发动机内流场进行数值模拟.分析了初始颗粒粒径、初始固相体积分数以及堵盖对粉末发动机燃烧过程的影响.计算结果表明:颗粒初始粒径的减小和固相初始体积分数的提高均能提高发动机燃烧室内的压力;固相体积分数对发动机内温度峰值影响不大;在点传火阶段,堵盖能提高点火压强,堵盖打开压力越大,增压越明显.
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6.
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基于快速压缩机的甲烷着火延迟期的研究 被引次数：1
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张红光 石智成 卢海涛 刘昊《北京工业大学学报》,2016年第4期
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为了研究甲烷( CH4)的燃烧特性,在初始温度288 K、驱动压力0.25~0.65 MPa、初始压力0.06~0.10 MPa、当量比0.57~1.33的实验条件下,利用快速压缩机( RCM)研究了驱动压力、初始压力和当量比对CH4/O2/Ar混合气着火延迟期的影响.利用CHMKIN软件进行了上止点温度对CH4/O2/Ar混合气着火延迟期影响及与实验相同初始压力、当量比条件下的模拟计算及敏感性分析.结果表明：一定驱动压力范围内,CH4/O2/Ar混合气着火延迟期在较小范围内波动,驱动压力过高时,混合气着火延迟期略有延长,而驱动压力过低时,混合气着火延迟期明显延长；随上止点温度升高,CH4/O2/Ar混合气着火延迟期呈缩短趋势；不同当量比下,随初始压力的增加, CH4/O2/Ar混合气着火延迟期均呈缩短趋势；不同初始压力下,随当量比的增加,CH4/O2/Ar混合气着火延迟期均呈延长趋势.
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7.
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不同工况下汽油蒸气爆炸着火延迟与机理分析
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徐建楠 蒋新生 张昌华 王易君 张德翔 谢威《化工学报》,2019年第1期
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利用激波管,对常压下温度1200～1600 K、体积分数1.0%～2.4%范围内的92号汽油-空气混合气的着火延迟特性进行了实验研究,以探索低压初始环境中油气爆炸的着火延迟规律。分析了着火延迟时间随点火温度和油气浓度的变化规律;得到了不同浓度下汽油着火延迟时间的计算公式;根据实验结果对比分析了七种机理模型的优劣;结合机理中主要组分的产生、消耗速率变化,剖析了浓度影响着火延迟的原因。结果表明,汽油着火延迟时间与点火温度的倒数呈良好的指数关系;同一高温下,浓度越大,油气着火延迟时间越长,原因是高油气浓度下烃分子与H的反应更强,从而抑制H与O_2的反应;在验证的七种机理中,Abhijeet Raj机理在低压下对各油气浓度的着火延迟时间计算精度较高,适宜应用到油气爆炸模拟中。研究为汽油燃烧动力学机理的验证、优化与应用提供了较为准确的数据基础。
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8.
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硼颗粒在固冲环境中点火过程影响因素的数值模拟
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吴婉娥 裴明敬 郭耳铃 赵鹏 毛根旺《火炸药学报》,2008年第31卷第3期
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采用修正的Williams 硼颗粒燃烧模型对固体推进剂燃烧环境条件下的硼颗粒点火进行了数值模拟,计算了环境温度、气相氧化剂种类和分压、颗粒初始半径及氧化层厚度对硼颗粒点火的影响.结果表明,环境温度升高可以缩短硼颗粒点火延迟时间和点火时间;环境中氧分压过大会延长点火延迟时间;水蒸气分压越大,点火时间越短;硼颗粒半径增大会导致氧化层厚度增大进而延长点火时间和点火延迟时间.
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9.
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H_2S对CH_4着火延迟及还原NO影响的数值模拟
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孙巧群 王义德 高建民 杜谦 吴少华《哈尔滨工业大学学报》,2019年第7期
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为探究硫化氢(H_2S)在常压范围内对甲烷(CH_4)燃烧特性的影响,采用化学动力学软件CHEMKIN-PRO中的0-D和PFR反应器研究H_2S浓度、过量空气系数、压力和温度对CH_4点火延迟及还原NO的影响,并通过敏感性和生成率分析揭示其化学动力学机理.模拟结果表明:H_2S的存在促进活性基团(H,O,OH,HO_2,HO_2和H_2O_2)的生成速率,从而缩短预混气点火延迟时间,且在低温下的影响作用更加明显;预混气点火延迟时间随着过量空气系数的增大而减小;压力增加亦有利于缩短点火延迟时间. H_2S可降低CH_4/H_2S还原NO的温度,主要由于H_2S降低CH_4的反应温度,使还原性基团CH_i在较低温度下产生;但同时H_2S的存在,在一定程度上降低NO的还原效率,且在贫氧气氛中的影响更为显著.
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10.
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正十烷/氢气/空气点火延迟特性数值分析 被引次数：3
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夏萌 林宇震 张弛《中国矿业大学学报》,2014年第4期
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点火延迟时间是燃烧室设计的关键参数,为了揭示氢气对碳氢燃料点火特性的影响,通过CHEMKIN-PRO程序包和两种正十烷燃烧的化学动力学反应机理,计算了正十烷/氢气/空气预混火焰的点火延迟时间,分析了不同含氢比、气体压力和当量比下的点火延迟特性.结果表明:在温度超过临界值T_0时,点火延迟时间随氢气质量比增加而缩短,说明氢气对燃烧反应起到促进作用;当温度低于这个临界值时,氢气对燃烧反应起抑制作用,使得点火延迟时间随氢气质量比增加而延长.
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11.
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不同环境压强下炭黑含量对聚乙烯点火和燃烧性能的影响
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杨海涛 陈雄 相恒升 巩伦昆 黄波《含能材料》,2017年第25卷第12期
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为了获得炭黑质量分数和环境压强对固体燃料聚乙烯点火和燃烧性能的影响,加工了不同组分配比的固体燃料样品。以CO2激光器作为点火源研究了它们的点火和燃烧特性。用高速摄影仪记录实验过程。用扫描电子显微镜观测了燃烧后的固体燃料表面形貌。分析了不同环境压强下不同组分配比固体燃料的点火燃烧过程、点火延迟时间和燃速。结果表明, 固体燃料聚乙烯的点火过程为典型的气相点火,燃烧火焰属扩散火焰。点火延迟时间随着炭黑的加入急剧缩短,当炭黑质量分数大于20%时,炭黑质量分数的增加对点火延迟时间的影响很小。点火延迟时间随着环境压强的增加缩短,当环境压强大于0.2 MPa时,环境压强的增加对点火延迟时间的影响也很小。根据实验结果,采用最小二乘法,拟合得到了环境压强为0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 MPa时点火延迟时间与炭黑质量分数的函数关系式。固体燃料的燃速随炭黑质量分数的增大而减小,随压强的增大而增大,当炭黑质量分数大于5%时,炭黑质量分数是影响固体燃料燃速的主要因素。
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12.
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煤矿乏风的蓄热逆流氧化 被引次数：9
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郑斌 刘永启 刘瑞祥 高振强 孟建《煤炭学报》,2009年第34卷第11期
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用自行研制的蓄热逆流氧化装置对煤矿乏风的氧化反应进行试验，考察了CH4体积分数、乏风流量、换向周期和反应区温度对煤矿乏风氧化的影响.结果表明：当CH4体积分数大于0.2％时，蓄热逆流氧化装置能够维持自热氧化反应，氧化率在99％以上，且能够回收一定的热量；随CH4体积分数和乏风流量的增加，氧化装置中心区温度升高，高温区域扩大，有利于氧化反应的进行；最佳换向周期范围为90～150 s；煤矿乏风氧化的最低反应温度为880 ℃左右.
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13.
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压力对纳米铝粉/RDX混合物聚光点火燃烧特性的影响
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苑继飞 刘建忠 王健儒 许团委 陈冰虹 梁导伦 周俊虎《含能材料》,2018年第26卷第4期
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铝粉和黑索今(RDX)是固体推进剂领域重要的金属燃料和含能氧化剂。利用中压聚光升温点火实验台进行了不同压力(0.1,0.4,0.7,1.0,1.3 MPa)下纳米铝粉/RDX混合样品的点火燃烧试验,采用高速摄影仪、双色红外测温仪和光纤光谱仪研究了样品的燃烧过程。结果显示,样品点火前存在一个明显的受热蒸发阶段,点火后火焰发展阶段的持续时间明显小于衰退阶段。常压下的燃烧过程伴有橙黄色火星。压力高于常压时火焰呈白炽态。提高环境压力能有效增加燃烧强度,但过高的压力对火焰发展有一定的抑制作用。压力升高,蒸发阶段和点火重叠明显,点火延迟时间显著缩短。基于实验条件,常压下样品的点火延迟时间为1004 ms,最高温度为1239℃。压力升高至1.3 MPa时,样品的点火延迟时间缩短至319.2 ms,最高温度升高至1441℃。常压下样品燃烧不完全,导致自维持燃烧时间最短,为280 ms。压力高于常压时,自维持燃烧时间随压力的升高而减小。
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14.
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多元可燃气体爆炸压力峰值的数值模拟
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邓军 马晓峰 商铁林 赵勇《煤矿安全》,2014年第4期
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基于Fluent数值模拟软件,模拟了多元可燃气体在不同气氛(气体浓度、点火能量、初始压力)条件下CH4的爆炸压力峰值的变化规律。结果表明:加入CO气体后,浓度6%的CH4爆炸压力峰值增加22%,浓度12%的CH4压力峰值降低25%;加入C2H6,浓度6%的CH4爆炸压力峰值增加55%,浓度12%的CH4爆炸压力峰值降低64%;加入H2,浓度6%的CH4爆炸压力峰值增加22%,浓度12%的CH4爆炸压力峰值下降5%。当点火能量从1 J增加到10 J时,浓度9%的CH4爆炸压力峰值增加31%;当压力从101 325 Pa增加到1.5×101 325 Pa,浓度9.5%的CH4压力峰值增加24%。
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15.
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活性组分对丙烷燃烧影响的数值研究
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马第 窦志国 洪延姬 段立伟《装备指挥技术学院学报》,2012年第6期
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等离子体助燃是一项能有效缩短点火延迟时间、提高燃烧效率和燃烧稳定性的新技术,可应用于航空发动机和汽车内燃机。为研究非平衡等离子体对丙烷燃烧的强化作用,建立了化学动力学模型,计算分析了非平衡等离子体中所含活性组分对丙烷燃烧的点火延迟时间和层流火焰传播速度的影响。计算结果表明:在丙烷/氧气/氩气预混气体中加入活性粒子(O、OH、NO)和自由基(CH2、CH3),混合气体的点火延迟时间减小2～3个量级,加入1%NO后,燃烧过程中活性中间体(O、OH、CH、CH2、CH3)的摩尔浓度会明显增加;化学当量比φ=0.8～1.0范围内的丙烷/空气预混气体燃烧时,加入自由基CH或CH3能增强层流火焰传播速度,在φ=0.8～1.2范围内,加入1%的活性粒子O、OH,火焰传播速度明显提高。
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16.
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乏风瓦斯蓄热氧化试验研究
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康建东 兰波 严政 高鹏飞 许慧娟 龙伍见《矿业安全与环保》,2013年第1期
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自主研制出处理量为1 000 m3/h的逆流式乏风瓦斯蓄热氧化装置,并进行了加热启动、氧化性能及自热平衡等试验研究。结果表明:乏风瓦斯蓄热氧化装置能够有效氧化处理甲烷,在稳定的温度场下,乏风中甲烷体积分数的改变对甲烷氧化率的影响不明显,在甲烷体积分数为0.148%时,氧化率仍维持在96%以上;当乏风瓦斯处理量为1 000 m3/h、甲烷体积分数大于等于0.30%时,装置自维持运行状态良好;当燃烧室中心温度降低时,装置内高温区域变小,氧化反应区域变窄,甲烷氧化率降低,不利于氧化反应的进行。
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17.
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实验和模型分析NO_2对乙烷自点火敏化作用的动力学机制
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张英佳 邓福泉 孙五川 潘有顺 黄佐华《燃烧科学与技术》,2018年第5期
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针对NO_x生成机理开发以及如何有效利用NO_x组织高效燃烧方式,系统开展了NO_2介入对乙烷(C_2H_6)自点火行为影响的实验测量和模型分析.在反射激波温度为950～1,600,K,反射激波压力为0.12～2.00,MPa条件下测量了化学计量比混合气NO_2/C_2H_6/O_2/Ar(NO_2/C_2H_6摩尔分数比为0.3和1.0,Ar稀释度为96%,)点火延迟期.结果表明,在低压条件下(p=0.12,MPa),NO_2对C_2H_6点火延迟期影响甚微;在高压条件下(p≥0.50,MPa),NO_2在高温区(T1 250,K)表现出与低压情况相似的影响,促进作用不明显.但在低温区(T1 250,K),NO_2添加可明显缩短C_2H_6点火延迟期,且随温度降低促进作用变得愈加显著.以本研究新测实验数据为基础构建了一个C_2H_6/NO_2详细动力学机理.详细反应流分析详细阐释了NO_2对C_2H_6自点火敏化影响以及二者化学交互作用的动力学机制.
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18.
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等离子体射流点火的动力学机理分析
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何立明 陈高成 赵兵兵 白晓峰 祁文涛 张华磊《高电压技术》,2018年第3期
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为深入研究等离子体点火射流中主要活性粒子种类及摩尔分数对煤油/空气混合气燃烧过程的影响规律及主要影响途径,采用敏感性分析和化学反应速率(rate of production,ROP)分析方法对等离子体点火过程的化学反应机理进行了计算分析。计算结果表明:O原子、H原子、CH基能显著缩短煤油/空气混合气的点火延迟时间,且粒子摩尔分数越大对点火延迟时间的影响越显著;CH基通过基元反应R32和R34在缩短煤油/空气混合气点火延迟时间过程中占主导作用,在加入2%CH基后煤油/空气混合气的点火延迟时间为9.85μs,与基准工况相比缩短了68.2%;O原子和H原子对煤油/空气混合气的点火延迟时间的影响效果相当。
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19.
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高压环境条件下煤矿瓦斯爆炸特性数值模拟
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司荣军《煤矿安全》,2014年第7期
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环境压力对瓦斯爆炸特性有明显影响。针对处于高压环境的瓦斯气体爆炸特性,运用流场模拟软件对瓦斯爆炸过程进行数值模拟,对爆炸过程中的压力场、温度场和速度场进行分析。数值模拟结果表明:当环境压力为2.0 MPa范围内时,最大爆炸压力随着环境压力的升高成倍增加;随着初始环境压力的增大,各测点火焰的到达时间相应变短,爆炸温度也同比升高;初期燃烧过程受环境压力影响明显,在前20 ms内,燃烧速度随环境压力的升高先下降后上升,而终态燃烧速度基本一致。
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20.
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发射药等离子体点火与常规点火性能的比较
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薛奡炜 肖正刚 应三九 徐复铭《弹道学报》,2009年第21卷第3期
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为研究等离子体点火与传统点火方式在点燃发射药机理方面的主要差别,利用等离子体点火中止燃烧装置,分别在等离子体点火和常规点火(黑火药及2/1樟)条件下,测得了太根药、单基药及硝胺药等发射药的燃烧中止压力-时间曲线.研究了等离子体点火方式下电能的输出曲线和作用过程特点;计算了不同点火方式下的点火能量;分析了发射药的点火方式对点火延迟时间的影响.结果表明,等离子体高能粒子射流的温度、能量、压力及速度等相关参数在喷孔的轴向和径向呈衰减分布.与传统的点火方式相比,等离子体点火方式能在较低的点火能量下缩短点火延迟时间.
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