喷雾爆震起爆过程实验观察

实验测量了爆震室内不同轴向位置的压力和离子信号的演变过程,并利用高速阴影系统直接观察了透明方形管道内汽油/空气两相混合物动态填充过程中,弱火花点火后火焰加速传播、火焰与障碍物的相互作用、激波的出现、热点形成、爆燃向爆震转变、爆震波在障碍物管道中和光滑管道中的传播过程,分析影响爆震波传播速度的关键因素,用烟膜板记录了起爆区的胞格结构.     

丝网结构对爆炸气体淬熄的试验研究

研究了多层丝网结构对乙炔/空气混合气体和丙烷,空气混合气体燃烧爆炸的抑制作用.提出了临界淬熄速度、临界淬熄超压和熄爆参数3个概念,用火焰传播速度和压力来描述抑爆效果,使用熄爆参数来衡量抑爆结构抑制燃烧爆炸的能力.试验研究了临界淬熄速度、临界淬熄超压和熄爆参数与多层丝网抑爆结构几何参数之间的关系,并得出该关系的经验公式.随着丝网几何参数的增加,淬熄性能变好.     

脉冲爆震火箭发动机间接起爆实验研究

采用航空煤油为燃料、氧气为氧化剂、压缩氮气为隔离气体，进行了大量的两相脉冲爆震火箭发动机原理性实验。利用8个压力传感器测量了爆震室轴向沿程的压力，所测得爆震波压力接近充分发展的C—J爆震波。两个实验模型分别使用了0．45和0．9m的Shchelkin螺旋作为DDT（deflagration to detonation transition）间接起爆的增强装置。实验模型Ⅰ的DDT距离约为0．65m，爆震波速约为1873m／s；实验模型Ⅱ的DDT距离约为0．55m，爆震波速约为1838m／s。两种实验模型DDT距离的差异主要是由爆震室内Shchelkin螺旋长度不同引起的。虽然Shchelkin螺旋在缩短DDT距离上起到积极作用，但在形成充分发展爆震波后会降低爆震波的强度。     

填充系数对脉冲爆震发动机压力波影响的实验研究

以汽油为燃料，空气为氧化剂，在内径为56mm的脉冲爆震发动机模型内成功地产生了充分发展的爆震。测试了在同一余气系数α、不同填充系数β下的爆震波压力，并对其变化进行了分析。分析实验结果发现，在同一余气系数下，爆震室长度一度时，随着填充系数的减小，爆震波压力降低，使脉冲爆震发动机模型性能下降。当填充系数小于临界填充系数βci时，爆震室内的燃烧方式为爆燃，而不能形成爆震。     

某重型燃气轮机燃烧室进气速度变化对燃烧流动特性影响规律的数值研究

燃气轮机燃烧室进气速度变化是引起燃烧不稳定的主要因素之一,本文以某重型燃气轮机单管燃烧室为研究对象,建立了不同燃烧室进气速度条件下的单管燃烧室三维数值模型,研究了预混燃烧模式下燃烧火焰面随燃烧室进气速度的变化规律。燃料和氧化剂分别为甲烷和空气,燃空当量比为0.481。基于燃气轮机实际运行流量变化试验数据,燃烧室进气速度分别取103.9 m/s、94.8 m/s、85.7 m/s、76.5 m/s、67.2 m/s。研究结果表明燃烧室进气速度越大,燃烧火焰面越长,且燃烧火焰面所包裹的体积与燃烧室进气速度基本呈正比线性关系;在进气速度为103.9 m/s时,燃烧火焰面所包裹的体积较速度为67.2 m/s增加了23.8%。     

异丁醇/辛酸甲酯混合燃料预混层流火焰速度的研究

针对生物柴油与醇类混合燃料燃烧机理研究的需求,采用高速纹影光学诊断方法和定容燃烧弹系统试验研究了异丁醇/辛酸甲酯混合燃料的预混层流燃烧特性。测量了不同当量比和初始压力条件下的不同配比混合燃料—空气预混合气的层流燃烧火焰速度,火焰拉伸率以及马克斯坦长度。分析了燃烧初始条件及异丁醇掺混比例对混合燃料的无拉伸层流燃烧速度及火焰不稳定性的影响规律。结果表明:异丁醇/辛酸甲酯混合燃料的拉伸层流火焰传播速度和层流火焰燃烧速度随着当量比的增加先增加后减少,随着初始压力的增加而减小;马克斯坦长度随着当量比和初始压力的增加而减小;异丁醇掺混比例的增加加快了层流火焰燃烧速度,但使得火焰的不稳定性倾向增加。     

多循环喷雾爆震的特性研究

在无阀式脉冲爆震发动机模型机上进行了多循环喷雾两相爆震的实验研究．点火后爆震管内压力上升需要一定的延迟时间,但是迅速增压过程是在火焰传播到一定区域后开始的,在该区域形成向两个方向传播的压缩波,向未燃区传播的压缩波不断加强,形成爆震波,向已燃区传播的压缩波不断衰减;爆震峰值压力沿流向不断增加,压力上升速度加快,峰值随机差异放大;通过对压力历程的分析,用两种方法估算了两相爆震波诱导区的长度．实验中发现,两相爆震的点火延迟时间远大于爆燃向爆震转变的时间,两者之和相对于高频爆震循环非常可观,是限制两相脉冲爆震发动机频率提高的关键因素,并分析了多循环工作时的吸气和排气过程．     

不同化学反应机理对爆震波模拟的影响

采用三阶TVD迎风格式和Strang-splitting算子分裂法以及H-O单步总反应和4种简化反应对爆震燃烧波进行了一维数值模拟,计算结果表明,这5种反应机理都成功起爆并且形成了爆震波.采用单步总反应方程得不到Von-Neumann压力平台区,虽然其Von-Neumann压力峰值与C-J理论最为接近,但是其峰值温度以及爆震波速度过高.采用多步反应机理能很好地捕捉到ZND结构,其爆震波速度与峰值温度能很好地与C-J值一致,采用48反应得到的诱导区长度最小.用CHEMKIN软件计算各化学反应机理得到OH质量分数,采用34反应与CHEMKIN的结果误差最小.采用多步基元反应得到的结果比采用单步总反应所得的爆震波参数更为理想,OH原子团的质量分数可以作为评价化学反应机理是否准确的一个标准.     

有序堆积床内预混气体燃烧特性实验研究

为研究预混气体在多孔介质燃烧器中的火焰燃烧特性,设计了一种新型多孔介质燃烧器,其中多孔介质区域由氧化铝圆柱体有序堆积而成。分别研究了当量比和入口速度对甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧器中的火焰温度分布、火焰最高温度以及火焰传播速度的影响。结果表明:在当量比0.162~0.324、入口速度0.287~0.860 m/s的实验工况下火焰均可以稳定向前传播,并且都发生了超绝热燃烧;当量比越大,入口速度越大,火焰最高温度越高;当入口速度为0.430 m/s时,贫可燃极限的当量比可以扩展到0.162;火焰传播速度随着入口速度的增加和当量比的减小而增大,其数量级为0.100 mm/s,属于一种十分典型的低速过滤燃烧。     

煤粉链条炉不同送粉风速燃烧特性研究

针对节能改造后的煤粉链条炉的燃烧过程,运用数值模拟方法研究了不同送粉风速下炉膛内温度、速度,各组分物质的浓度以及炉膛出口温度的变化特性。模拟结果发现风速为10 m/s,20 m/s时火焰都有所偏移,16 m/s时火焰居中,温度高,25 m/s时火焰温度降低。送粉风速较低时(10 m/s、12 m/s)烟气有冲刷喉口上部左侧壁的趋势,当送粉速度为20 m/s时,炉膛出口可燃气体浓度最小。结果显示送粉风速为16 m/s和20 m/s时燃烧效果较好。