新型低热损失微燃烧器原型的实验研究

试验研究了一种降低微燃烧器热损失的新方式,其原理是通过多孔壁面均匀进气来预热未燃混合气,同时降低壁面温度,从而有效降低燃烧器热损失.结果表明:采用燃烧器周向供给富燃料混合气,端面中心供给空气的组合进气方式,可以在微燃烧器内形成稳定的管状预混合火焰,火焰呈蓝色,燃烧稳定.当火焰温度达到1 100 ℃以上时,燃烧器内壁的温度低于500 ℃,外壁面温度在150 ℃左右,微燃烧器的侧壁面热损失率约为6%,对于强化微燃烧器的火焰稳定性效果显著.     

不同进风结构煤粉燃烧器冷态流场实验研究

对采用切向和端面旋流进风结构的煤粉燃烧器进行了冷态流场特性实验研究,实验结果表明采用端面旋流进风结构的煤粉燃烧器流场轴向速度分布对称性、均匀性大大加强,而一、二次风合为一股端面旋流进入比单独从轴向进一次风对流场的合理分布更加有利。     

两种喷管中心间距下微阵列火焰场燃烧特性数值研究

构建了处于无限阵列中管径为1.5 mm的3 × 3喷管微阵列火焰模型,采用甲烷简化机理,分别对喷管中心间距为2 mm和4 mm的微阵列火焰场燃烧特性进行数值研究。结果表明,在相同输入工况下,随着管中心间距的减小,喷管火焰间的相互影响增强,燃烧反应区域变长,最高温度增大;同时,计算区域出口CO排放增加、燃烧效率下降。喷管中心间距2 mm和4 mm两种工况下,距离管口5 mm后的区域温度都开始均匀分布,为研究温度均匀的微阵列火焰加热器提供了设计依据。     

微型内燃机工况下C1–C4烷烃着火延迟数值模拟

燃料着火延迟时间对采用蓄热自着火方式的微型内燃机非常重要。利用Chemkin-Pro软件,分别对甲烷、乙烷、丙烷和正丁烷空气混合气在微型内燃机运行工况下进行着火延迟时间模拟计算,探究初始温度（500 K ~ 1 000 K）、压力（1~ 10atm）和当量比（0.6 ~ 1.2）对着火延迟时间的影响。同时分析了微型内燃机扫气不尽的尾气残留组分（N2、CO2和H2O）对正丁烷着火延迟时间的影响。结果表明：在四种燃料中,正丁烷的低温着火延迟特性最佳,是一种适合于采用蓄热自着火方式的微型内燃机燃料;初始温度、压力的提高和当量比的增大有利于燃料着火延迟时间的缩短;尾气残留使得燃料着火延迟时间变长,着火延迟特性变差,尾气各组分的热效应和基元反应对燃料着火延迟有着不同的影响机制。     

液排渣燃烧器冷态单相流场试验

本文在不同出口直径下,对冷态流场速度场进行了测量,得出不同截面轴向速度、切向速度分布规律;出口直径的大小对流场分布影响比较大,特别是切向速度的分布。     

掺氢对微尺度空间内预混层流火焰转捩爆燃特性的影响

针对基于燃烧的微小型动力装置存在燃烧效率低、火焰传播速度慢的问题,设计了一个可视化的、特征间距仅为0.45 mm的微尺度定容燃烧室,实验比较了0~1的掺氢比例下,丙烷/氢气/空气预混火焰在该燃烧室内的传播以及加速过程.实验发现没有掺氢时,丙烷/空气预混火焰需要在0.25 MPa初始压力下才能够传播;当掺氢比例为0.2时,火焰在传播过程中会发生从缓燃到爆燃的转变,这种燃烧模态的转变可以大幅缩短燃烧室内火焰传播时间,极大提升火焰传播速度.实验还发现掺氢比例以及初始压力的提升均能使得微尺度火焰传播速度提升.     

多孔介质表面火焰最小稳燃空间实验研究

为考察以多孔介质壁面为进气壁面的微燃烧器的最小稳燃空间,该文以多孔介质表面平面火焰为对象,以甲烷/空气预混气为燃料进行点火及熄火实验研究。实验中采用与多孔介质表面平行的可控温铜板来模拟燃烧室壁面,详细考察了不同燃料当量比和预混气流速时,铜板壁面温度对点火距离和熄火距离的影响。实验结果表明：当量比处于0.9～1.0之间最容易点火;在相同的当量比下,随着预混气流速的增大,点火距离先逐步减小后增大。随着平板壁面温度的提高,点火距离和熄火距离同时减小,分析认为,热熄火是其熄火的主要因素。     

二甲醚燃烧中甲醛生成的分光光度法测量

含氧替代燃料二甲醚在燃烧过程中会产生一定浓度的甲醛等有害物质,利用国标乙酰丙酮分光光度法来测量二甲醚燃烧的甲醛生成特性,确立了一种数据可靠、简便实用、成本低廉的甲醛分析方法.由于吸收液加热和冷却时间对测量结果影响较大,为了保证测试结果准确,对这些环节的分析步骤必须严格控制.对二甲醚和甲烷燃烧的试验结果表明,二甲醚燃烧后尾气中的甲醛排放浓度比甲烷燃烧高10倍以上.     

新型煤粉燃烧器冷态流场特性和热态实验

对端面旋流进风结构的新型煤粉燃烧器进行了冷态流场特性和热态中试实验。冷态实验结果表明：端面旋流进风结构能获得对称、均匀的流场，燃烧器的进、出口结构对燃烧器内压力场和流场分布影响很大；出口直径的大小决定中心回流区域的大小；环形叶片进口位置的变化对燃烧器内流场的影响集中在燃烧器头部。热态实验表明，当煤粉粒径小于0．2mm时，燃烧器内温度可达1600℃，能实现顺利排渣，系统运行可靠。     

基于热电偶扫描的炭烟火焰温度场测量

提出了一种热电偶扫描快速测量炭烟火焰温度场的方法,并对McKenna燃烧器形成的乙烯/空气平面炭烟火焰温度场进行测量.结果表明:在1450～1700 K火焰温度时,由炭烟沉积导致热电偶热辐射损失的修正温度偏差为200～240 K,修正后的火焰温度测量值与其他测温方法结果吻合良好,证实了该方法可以快速测量炭烟火焰温度场;...