电场作用下正癸烷液滴在常温常压下的燃烧特性

通过利用高速摄像机对液滴燃烧时火焰和粒径的实时测量,以及激光诱导白炽光(LII)对碳烟体积分数的测量方法,研究了垂直电场作用下正癸烷液滴在重力场中的燃烧特性,结果表明:当V>0时,随着电压的增加,液滴上半部分的火焰高度不断缩短,下半部分不断被拉长,在电压为5,kV左右时,火焰呈上下对称结构,燃烧速率常数随着电压的增加先减小后增大,碳烟体积分数随着电压的增加先减小后增大再减小;当V<0时,燃烧速率常数随着电压的增加而增大,碳烟体积分数随着电压的增加逐渐减小;燃烧速率常数随电压的变化是由于碳烟颗粒与外加电场的相互作用而造成的,碳烟颗粒向周围环境的辐射换热量的减少是造成燃烧速率常数增大的主要原因.     

利用压力相似预测高原低压环境小尺寸池火燃烧速率的变化特性

运用火灾动力学中的压力相似分析理论,推导出高海拔低压环境下的池火燃烧速率与常压环境下的相似关系,并结合前人实验数据,得到非受限燃烧条件下,等效直径在10～50 cm池火燃烧速率随气压降低呈线性变化的规律.通过开展拉萨低压地区及合肥常压地区的池火燃烧对比实验,并结合前人的实验数据对理论关系式进行验证,研究结果表明,压力相似分析虽仅从动力学角度出发,没有包含对燃烧化学机理的探讨,但仍然能够较好地反映出燃烧速率随环境压力的变化规律,对于指导实验研究,预测实验结果具有重要意义.     

庚烷池火辐射及其对相邻油池的引燃特性

油库罐区时常发生由着火油罐的强烈热辐射而引燃相邻油罐的火灾事故,扩大燃烧范围。因此,需要对储油罐火焰辐射及其对相邻油池的引燃特性进行研究。本文采用内径分别为74 mm、114 mm、150 mm和200 mm的4种圆形石英玻璃油盘,开展不同油盘间距条件下的庚烷池火和点火实验。结果表明,根据圆柱体模型计算得到的辐射热流预测值与实验值吻合较好.当油盘尺寸一定时,随着油盘间距增大,待引燃油盘点接收的辐射热流逐渐减小;而当油盘间距相同时,油盘直径越大,待引燃油盘中心点接收的辐射热流越大。点火过程按照时间顺序划分为3个阶段:加热升温阶段、蒸气积聚阶段和点火阶段。随着油盘尺寸变大,庚烷的临界辐射热流随之变大且作为低闪点燃料,庚烷的临界辐射热流比高闪点燃料小得多.     

汽油与异辛烷/正庚烷的燃烧特性分析

利用定容燃烧弹系统,研究了相同辛烷值的两种燃料-标准汽油和异辛烷/正庚烷在化学当量比条件下的预混燃烧过程.通过高速摄像系统拍摄了标准汽油和异辛烷/正庚烷的层流预混阶段火焰传播过程,着重分析、比较了两种燃料的滞燃期,层流火焰传播速度和马克斯坦长度.结果表明,虽然两者辛烷值相同,但是异辛烷/正庚烷拉伸和无拉伸层流火焰传播速度均高于标准汽油的,而且标准汽油对应负的马克斯坦长度,其火焰稳定性较差,异辛烷/正庚烷对应正的马克斯坦长度,其火焰的稳定性较好.从火焰外观上,两种燃料的前期火焰基本一致,为淡蓝色预混火焰;但后期火焰的差异很大,汽油呈碳粒型燃烧,而异辛烷/正庚烷则为充分预混型.     

西藏高原环境下油池火的燃烧速率和振荡频率

通过拉萨和合肥两地开展相同尺寸的甲醇油池火燃烧实验,研究了高原油池火燃烧特性参数与平原的不同以及具体的影响机制.研究发现,在燃料类型和燃烧尺寸相同的情况下,燃料在拉萨的质量燃烧速率比合肥慢;基于火焰图像分析,用MATLAB编程对两地火焰图像进行处理,确定了在相同尺寸的油盘下,由于受低氧低压条件的影响,拉萨火焰面积比合肥...     

高原低压环境小尺寸乙醇池火辐射特性的变化

运用火灾相似模型分析中的辐射相似模型理论,推导了低气压环境下池火辐射特性与常压环境的关系.理论分析表明,池火的辐射分数随气压降低变化不明显,火源对外的热辐射与燃烧速率近似成正比关系.利用合肥及拉萨环境气压差异,在两地开展了边长范围 6～24 cm 的方形乙醇池火的燃烧速率及辐射通量对比实验,对理论分析进行了验证.实验结果表明,燃烧状态受池火尺寸影响,随燃料盆尺寸的增加,燃烧状态从层流主导向湍流主导过渡,两地燃烧速率比向气压比趋近,两地池火的辐射差异也相应改变.总的来说,拉萨高原环境下池火燃烧速率要普遍低于合肥地区,辐射强度也相对较小.     

气相二茂铁抑制酒精池火燃烧的实验研究

利用N2作载气通过两级恒温的二茂铁蒸发系统,进行了不同工况下气相二茂铁抑制受限空间中酒精池火燃烧的一系列实验,以此考察气相二茂铁对酒精池火的抑制效果。借助于质量采集系统对实验过程中酒精质量变化进行在线测量,并用秒表记录相应的灭火时间。通过对同一工况下重现性好的实验的酒精质量变化速率和对应灭火时间进行分析得出结论：不同工况下含有不同饱和浓度的气相二茂铁的N2熄灭酒精池火燃烧的时间均比纯N2灭火时间短。特别是在N2流量为1．00m。／h情况下,通过升高油浴温度继而增大N2中气相二茂铁的饱和浓度可相应的缩短灭火时间,在油浴温度从75升至95℃时,灭火时间的降低梯度大约为2s／℃。     

低气压富氧环境对薄壁材料火焰传播速度的影响

通过模拟高原低气压环境,研究富氧环境下火焰沿薄壁材料表面传播速度的变化情况.研究表明,大气压力不变时,氧气体积分数越大,火焰传播速度越快;氧气体积分数不变时,火焰传播速度随着大气压力的增大而加快;维持氧分压为一定值时,大气压力越大火焰传播速度越小.大气压力为1 01.3 kPa、氧气体积分数分别为20.9%和23%时,火焰沿薄壁材料表面的传播速度为2.47 mm/s和3.01 mm/s,参照此速度得出了在不同大气压力下,火焰传播速度为2.47 mm/s和3.01 mm/s时对应的氧气体积分数.     

低气压条件下甲烷预混燃烧CO和NO生成机理研究

为研究低气压条件对甲烷预混燃烧中CO和NO_x生成特性与生成路径的影响,采用Chemkin软件进行详细数值模拟研究。通过采用Python语言自编程序调用最新光谱数据计算普朗克平均吸收系数,并导入Chemkin软件中来提升辐射传热的计算精准度。结果表明：采用Konnov0.6化学反应机理与所提出的辐射模型中普朗克平均吸收系数计算方法可以准确预测低气压条件下甲烷燃烧的温度、NO和OH质量浓度分布;随着气压的降低,甲烷与空气预混燃烧时炉膛前部温度逐渐降低,而炉膛后部温度逐渐增加;气压降低导致CO生成速率增加和消耗速率减小,两者共同作用导致CO生成量增加和燃尽率降低;甲烷与空气预混燃烧生成的NO主要来自快速型和NNH型,且快速型和NNH型路径的贡献随着气压降低略有增加。     

自由射流预混合微火焰的燃烧特性

对静止空气中自由射流微喷管甲烷/空气预混合火焰的燃烧特性进行了实验研究,考察了火焰高度特征及其相关影响因素,详细探讨了尺度变化对微火焰熄火极限的影响.结果表明:微喷管射流预混合火焰为层流火焰,火焰高度与微喷管出口流速成止比,火焰高度随当量比减小而减小;同一当量比下,无量纲参数H/d(火焰高度/微喷管直径)与出口Re数呈线性关系.微尺度效应导致预混合火焰淬熄速度明显增大,同时可燃极限当量比远大于1,微预混合火焰发生淬熄的主要原凶是微尺度下热量和质量扩散作用明显增强.     

低压低氧环境下油盆火的燃烧特性和烟气特性

为了研究高原地区低压低氧环境下的燃烧特性和烟气特性,在拉萨和合肥两地区分别进行了正庚烷油盆火实验.实验测量了油盆上方温度、热辐射通量、燃料失重速率、烟气热辐射发射率、烟气组分浓度和火焰高度等燃烧和烟气参数.结果表明:随着海拔高度的升高,油盆火单位面积燃烧速率降低,火焰及热烟气温度降低,对周围环境的热辐射通量和单位面积辐...     

高压共轨柴油机高海拔(低气压)燃烧特性

利用内燃机高原环境模拟试验台,对经过高海拔标定后的高压共轨柴油机进行了外特性试验,重点研究了高原环境条件(0～5,km)对低速和高速燃烧特性的影响.结果表明:该柴油机在低速下平均指示压力、最高燃烧压力、最大压力升高率和放热率峰值均随海拔的增加而减小;海拔每升高1,km,上述燃烧参数分别平均降低6.83%、7.03%、4.00%和3.92%.低速下最高燃烧压力点、放热率峰值点和放热率重心随海拔基本保持不变,最大压力升高率点后移.高速下平均指示压力和放热率峰值随海拔的增加而减小,海拔每升高1,km,分别降低2.59%和2.00%;最高燃烧压力随海拔基本保持不变,最高燃烧温度随海拔的增加而增高;最高燃烧压力点、最高燃烧温度点和放热率峰值点以及放热率重心前移.在高海拔高速工况下发生了燃烧压力振荡,造成噪声和机械负荷增大.     

壁面边界条件下氢气-空气预混燃烧的压力特性

通过纹影测试的实验方法,在顶置点火定容燃烧弹中对壁面边界条件下的氢气-空气预混燃烧压力特性进行了实验研究,得出了不同燃烧当量比(0.6～2.0)、初始压力(0.1～0.3,MPa)、初始温度(300～450,K)下的氢气-空气预混燃烧过程中燃烧压力、最大燃烧压力以及最大燃烧压力升高率等参数的变化规律.结果表明,壁面边界条件下氢气-空气预混燃烧过程中的最大燃烧压力以及最大燃烧压力升高率均随着当量比的增大先增大再减小,均随初始压力的增大呈现出线性增长,随着初始温度的增大而呈现出线性减少.     

汽油机非稳定加速工况燃烧模型的建立及应用

本文建立了汽油机在加速工况时缸内工作过程计算模型，应用理论方法对缸内工作过程进行了较为详尽的描述，编制了计算程序，其计算结果与试验结果基本吻合，为解决汽油机在瞬态排放及其设计方面提供了较好的依据。     

西藏低压环境对油池火火焰形状的影响

通过拉萨和合肥两地开展相同尺寸的甲醇和汽油油池火燃烧实验,研究了两地油池火燃烧特性参数的不同,分析低氧低压条件对于燃烧特性参数的影响机理.研究发现,在燃料类型和尺寸相同的情况下,燃料在拉萨的失重速率比合肥慢,产生的CO浓度更高;采用火焰图像分析对两地火焰图像进行处理,发现相同小尺寸的油盘燃料燃烧,拉萨火焰面积比合肥要大...     

燃烧扰动下炉膛压力的特性分析

采用机理分析和数据分析的方法,建立了炉膛压力与锅炉燃料量、送风量和引风量之间的非线性动态数学模型.在不同锅炉负荷下,对模型进行了线性化处理,得到燃料量对炉膛压力的传递函数,并对其进行了频域特性分析.结果表明:在燃料量扰动下,炉膛压力对象的频率特性在不同负荷下均呈现带通滤波特性,且燃烧扰动的主要频率分布在其通带内,控制系统本身难以直接对燃烧扰动进行有效抑制;在低负荷工况下,炉膛压力波动增大是由于对象自身的非线性特性造成的.     

高温高压下掺氢天然气的燃烧特性

在定容燃烧弹内研究了高温(450,K)、高压(0.75,MPa)条件下天然气-氢气-空气混合气的火焰传播过程,获得了不同掺氢比和不同当量比下掺氢天然气的无拉伸层流燃烧速率,并分析了火焰的稳定性。结果表明,高温高压下随着掺氢比的增加,掺氢天然气的燃烧速率增加,且增长速率逐渐加快;马克斯坦长度则随着掺氢比的增加而减小,即火焰的稳定性下降。随着当量比的增加,无拉伸层流燃烧速率呈现先增大后减小的趋势,且最大无拉伸层流燃烧速率所对应当量比的位置随着掺氢比的提高而向浓混合气移动;马克斯坦长度随当量比的增加而增大,即火焰稳定性随当量比的增加而提高。     

火灾环境下钢管构件热响应特性

利用ISO9705标准火灾实验系统模拟火灾环境,对钢管构件的温升及温度分布进行实验研究.测量火源的热释放速率、温度场及钢构件的温度等参数,分析不同火源功率与位置下热环境的特点及钢构件的温度响应规律.结果表明,钢的导热系数较大,但由于所用建筑结构钢材大部分都是薄壁构件,截面积很小,使得构件沿长度方向的内部传热远小于沿径向与外界的热交换,因此,沿长度方向构件温度分布具有较大的不均匀性,主要取决于其表面热烟气温度的变化.