随机堆积床内过滤燃烧特性的实验研究

本文提出了一种可视化燃烧室,用于对3种尺寸的随机堆积结构开展过滤燃烧实验,该结构分别由直径为5,10,15 mm的氧化铝颗粒堆积而成。通过搭建燃烧平台,研究了不同颗粒直径堆积床中火焰的燃烧波高度、火焰传播速度、火焰温度及排放特性。结果表明：在可燃工况下,颗粒直径5 mm堆积床中火焰最高温度随火焰传播过程减小,火焰传播速度变快;而在颗粒直径10和15 mm堆积床中火焰最高温度随火焰传播过程增大,火焰传播速度变慢。     

双旋流火焰不稳定性模态转换

采用DTF燃烧模型通过大涡模拟(LES)对本课题组设计的燃烧室中甲烷/空气贫燃预混旋流火焰的燃烧不稳定性模态转换现象进行了研究．通过计算不同当量比的燃烧状况,在当量比渐增到0.9附近时,发现火焰结构出现明显变化,火焰模态从M型转换为V型．对此过程计算的数据进行后处理,分析其前后各自温度场,平均轴向、径向燃烧室内速度分布,取x分别为5 mm、15 mm、25 mm、40 mm、60 mm处轴向和径向脉动速度,采用Q准则方法,POD方法分析流场中的涡旋结构,从而分析其燃烧不稳定性和影响火焰结构的主要因素．发现模态转换前平均火焰为“M”型,转换后为“V”型,V型火焰是一种更为稳定的火焰结构,火焰模态的转换受内、外剪切层位置的直接影响并与涡脱落模式有重要关系．     

随机填充型多孔介质的表面燃烧现象

为研究随机填充型多孔介质尾流区域的流动状态和预混气体在其表面燃烧的火焰特性,设计一种新型随机填充结构尾流燃烧器以及可视化实验装置,分析入口流量对填充型多孔介质表面流场的影响,以及甲烷/空气预混气体在其表面燃烧的火焰形态和排放特性。结果表明：冷态流场整体平均空气流量增大20 L/min,流场平均速度增大,涡量和应变率随之增大50%左右;靠近填充床表面区域平均轴向速度高且波动幅度大,远离填充床区域的速度波动幅度减小且趋于均匀分布;当量比对速度分布影响较大,但其对火焰传播的影响相对较小;烟气中CO的含量在空气流量50 L/min、当量比0.91时达到最低值。本文的研究结果对于开发多孔介质表面燃烧器有一定的指导作用。     

梯形盐水太阳池的实验与模拟研究

以梯形盐水太阳池为研究对象,搭建表面积2.4 m×2.4 m,底面积1.0 m×1.0 m的小型梯形盐水太阳池,基于实验数据对梯形盐水太阳池进行一维数值模拟,建立热盐双扩散离散模型,改进池底反射模型、辐射透射模型和包括表面热损、壁面热损和土壤层热损在内的详细热损失模型,通过模拟与实验结果的对比验证模型的有效性。结果表明:太阳池梯形结构可增强太阳辐射利用率,减少下对流层散热量,提高太阳池储热能力,从而提升太阳池的供热温度。