一种可变湍流参数的定容燃烧弹试验装置

设计了一种可变湍流参数定容燃烧弹试验装置,用于预混湍流燃烧的基础研究。该试验装置利用带有通孔的板在容弹内的快速平动来产生可控的湍流,它能方便地改变容弹内充量的湍流参数（包括湍流强度和湍流标尺）、热力参数（包括燃空比、残余废气系数和压力）以及点火参数（火花塞位置、电极间隙与点火能量）。介绍了该试验装置的定容燃烧弹、湍流发生系统、混合气配制系统、点火系统、燃烧压力测量系统、纹影与高速摄影系统以及时序控制系统等子系统的设计原理、结果及其特点。     

在定容燃烧弹中湍流特征参数对预混燃烧的影响

:给出在定容燃烧弹中火花点燃 CH4-空气充量进行湍流预混合燃烧的试验结果并进行了分析 ,得到一些有价值的结论 :如在火核起始发展期中存在一个最小火焰传播速度 ,此时的火核半径与湍流积分长度标尺大致相等 ,增加湍流强度 (u <1 .8m/s) ,瞬时燃烧率增加 ,燃烧持续期缩短 ,相对缓燃期增加 ,相对主燃期缩短 ,这是组织湍流可以提高火花点火发动机热效率的主要原因。此外本文还给出不同间隙的失火率并指出减少火核向电极传热是减少失火率的主要措施     

一种定容燃烧弹内的湍流发生系统

设计了一种定容燃烧弹内的湍流发生系统。它主要包括湍流发生系统、定容燃烧弹、孔板运动规律测量,着重介绍了其设计原理和结构特点。     

定容燃烧弹中离子信号的特征分析

在定容燃烧弹中同时进行离子信号和压力的测量,并通过高速摄影仪在燃烧过程中拍摄的纹影照片与相应的离子信号进行对比,分析了点火和燃烧中离子信号的点火、火焰前锋和火焰后区三个阶段．阐述了点火阶段的离子信号主要与电极间空气隙被击穿瞬间火花放电时产生的感应电压有关,火焰前锋的信号主要与电极附近的火核有关,以及火焰后区的信号主要与已燃区内各种成分的离子和电子有关的观点;论述了离子信号三个阶段的主要特点以及产生的主要原因．     

基于LIBS的定容燃烧弹内乙醇直喷局部当量比测定

基于激光诱导击穿光谱,在定容燃烧弹内研究了乙醇直喷在不同喷射压力、喷射脉宽和预混喷射比下容弹中心位置局部当量比随时间的变化关系.实验结果表明,在全局当量比相同的情况下,容弹中心位置局部当量比在不同喷射压力下均随时间呈先增后减的趋势,在喷射压力越大的情况下,局部当量比增幅越大,且更快地达到最大峰值;不同喷射时间对局部当量...     

定容燃烧弹中火核生成及初期发展的数值模拟

本发展了一种新的预混湍流火核生成及初期发展的模型，该模型基于准维模型的基本思想，摒弃了湍流燃烧速度模型，以数值生成的湍流场对火焰前锋面的客观影响推动燃烧计算过程。模型考虑了很多对火核生成及初期发展有影响的因素，如已燃区的传热，非绝热效应，曲率和伸展效应等等；通过利用模拟得到的３维湍流速度场，首镒实现了对火核几何形状的３维模拟；模型的模拟结果和试验结果有很好的吻合性，这说明模型是合理的。     

预混湍流燃烧的实验研究

介绍并分析了甲烷－空气混合气在定容燃烧弹内进行火花点火预混湍流燃烧的实验结果,得到了火核的初期发展,湍流参数对燃烧特性的影响以及不同电极间隙下的失火炫等具有实用参考价值的重要结论。     

湍流预混火焰的分形特性

采用高速纹影摄影法获得了定容燃烧弹内预混湍流火焰的图像，分别用数盒子法和像素点覆盖法计算出了火焰图像的分形维数。湍流火焰的分形分析结果表明，定容燃烧弹内的预混湍流火焰结构具有分形特征，且属于非充分发展的湍流火焰。湍流火焰的分形维数反应了湍流脉动对火焰片的褶皱程度，湍流强度增大加剧湍流火焰前锋的褶皱，分形维数也随之增加。在相同湍流强度下，小尺度湍流对火焰前锋的褶皱作用更大。     

天然气/氢气燃烧特性研究

在定容燃烧弹中研究了不同氢气掺混比例、燃空当量比和初始压力下的大然气／氢气混合气的燃烧特性,建立了适合用于容弹计算的准维双区模型。研究结果表明：在各种当量比和初始压力下,随着掺氢比例的增加,混合气的质量燃烧速率明显增加,燃烧持续期和火焰发展期娃著缩短。随着掺氢比例的增加,短的燃烧持续期所对应的当量比范围变宽,稀混合气和浓混合气条件下天然气掺氢对火焰发展期缩短的效果更明显。化学计量比附近（1．0—1．1）掺氢燃烧对燃烧最大压力值影响不大,浓混合气（燃空当量比大于1．1）和稀混合气燃烧时,随着掺氢比例的增加,最大燃烧压力值增加。     

弯道内湍流流动特性的实验研究

本文采用ＴＳＩ１１２５型热线风速仪侧量了二维弯道内湍流流动的时均速度和湍流强度。实测结果发现随θ角由２５°增大为４５°，最大时均速度由内壁向外壁从０．３处移向０．４处。湍流强度外壁面大于内壁面，随θ的增大，内壁处湍流强度被抑制，而外壁处被加强。本文对弯道湍流场的测量为考证湍流模型提供依据     

无铅汽油在定容燃烧过程中苯排放的试验研究

无铅汽油的广泛使用,使得汽车排放物中有害物质苯的数量有所增加。为了解汽油燃烧过程中苯的生成规律,选用93#汽油、基础油和适当比例的添加剂为试验燃料,在定容燃烧弹上进行了一系列试验研究,利用气相色谱仪分析得到苯的排放量。试验结果表明,燃烧产物中的苯源于未完全燃烧的燃油,燃烧过程中裂解出的小分子自由基也会形成苯,在燃料中添加乙醇后,苯的排放量并不一定增加。     

微重力条件下粉尘燃烧机理研究

由落塔仓产生的微重力提供了一种独特的环境 ,可克服粉尘云在地面实验时因受重力影响而产生的沉降现象 ,使封闭容器内的整个燃烧过程能维持粉尘云的稳定悬浮 ,保证粉尘燃烧机理的实验研究中粉尘的实际浓度与初始名义浓度相符 ,令粉尘浓度名符其实地成为一个独立参变量。在 12 m落塔提供的 10 - 2 g,1.2 s微重力环境下对球形铝粉 (d50 =7μm)与球形玉米粉 (d50 =2 0μm)两种粉尘的等容燃烧特性进行了系统的实验研究。实验结果经与地面实验结果进行比较与分析后定量给出了粉尘浓度保持不变时 ,粉尘爆炸特性随扬尘湍流强度衰减而变化的规律以及在地面上重力沉降令粉尘浓度变小后对粉尘爆炸特性的影响。最后还讨论了实验容器过小而引起的部分实验数据失真的原因。     

Study on laminar combustion characteristic of low calorific value gas blended with hydrogen in a constant volume combustion bomb

In this paper, the laminar combustion velocity of low calorific value gases blended with hydrogen was experimentally studied in the constant volume combustion bomb. An experimental system of constant volume combustion bomb was set up, and the variation trend of laminar flame velocity of low calorific value blended hydrogen was analyzed under different initial conditions. The experimental results show that increasing the initial pressure will reduce the laminar combustion velocity of the flame, while increasing the initial temperature will increase the laminar combustion velocity of the flame. With the increase of hydrogen ratio, the laminar combustion velocity of flame and instability of flame increases. The influence of equivalence ratio on laminar combustion velocity of flame is quite complex, generally, the burning speed of the rich mixture is greater than that of the lean mixture. This research can provide experimental basis for the design and development of low calorific value gas blended with hydrogen engine.     

等容燃烧条件下粉尘等效燃烧速度的确定

介绍寻找表征粉尘物料爆炸特性的参数的一些结果。提出的最大等效燃烧速度参数,可以从等容爆炸实验的实测压力时间序列中求得,同时其对于实验容器的依赖性也大大减轻。给出了把最大等效燃烧速度参数应用于3种粉尘4种不同容器中等容燃烧实验数据分析的结果。     

定容燃烧室有无废气稀释燃烧特性实验研究

研究了甲醇燃料在有、无废气稀释情况下的燃烧特性，采用定容燃烧室进行实验，并利用激光纹影技术和高速摄影机对火焰图像进行可视化，研究了不同燃烧初始压力、不同化学当量比和废气稀释情况下的燃烧时间和火焰传播情况。结果表明，在贫燃料状态，当化学当量比增大时，燃烧时间明显缩短，在废气稀释情况下，燃烧时间延长，在高初始燃烧压力时，火焰传播速度下降更明显。同时，采用图像技术可以获得初始压力变化和废气稀释情况下非常有用的火焰结构信息。实验表明，当燃烧时间较长时，定容燃烧过程要考虑浮升力的影响。