大加速度场对层流预混火焰影响的理论计算

建立了大加速度场中的层流预混火焰的一维模型,并应用改进的克莱法就加速度场对层流预混火焰传播速度及火焰面结构的影响以丙烷和空气的预混气为例进行了理论计算.通过分析计算结果,讨论了加速度对火焰传播速度、火焰面温度和密度分布及化学反应速率的影响及产生原因,为大加速度场中的燃烧试验提供了一定的理论指导.     

氧含量对高温燃烧过程的影响研究

应用湍流扩散燃烧火焰模型，研究了氧含量对高温燃烧过程的影响，计算表明，燃烧过程中，随着氧含量的增加燃烧室内温度差增加，在低氧含量燃烧时，燃烧室内温度较均匀，温度梯度很小，满足高温低氧燃烧的条件，为进一步研究高温燃烧过程中氧化物NOx的生成提供依据。     

氧乙醇火焰温度的计算与切割工艺试验研究

分析了氧乙醇火焰燃烧反应过程,研究了燃烧反应过程中所发生的热量变化,依据热力学理论计算出火焰燃烧的理论温度,明确燃烧温度与反应物之间的关系,从而确定氧乙醇火焰可作为钢铁氧燃料切割的火焰。通过切割试验,进一步验证该方法的可行性,并与氧乙炔火焰切割进行比较,结果表明,在适宜切割工艺条件下,切口质量满足需要。     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

超细水雾抑制瓦斯燃烧火焰的实验研究

通过搭建模拟回采工作面小尺寸实验平台,利用改造后的家用燃气灶作为燃烧器,研究了可燃预混气体火焰在超细水雾作用下火焰的变化过程,并测得了超细水雾作用于火焰过程中火焰的温度.通过改变通风速度和超细水雾的雾化速率,揭示了可燃预混气体在超细水雾氛围中火焰与温度的变化规律.通过建立稳定火焰面的力和速度平衡,找出了火焰形状拉伸扭曲的原因是破坏了火焰外焰和热气层交界面上力和速度的平衡;在其他条件一定的情况下,向模拟工作面上施加超细水雾后,火焰周围流场扰动明显增大,与在单独通风条件下相比,火焰温度跳动变化幅度和频率增大;在保证超细水雾质量浓度不变条件下,通风速度越大,则混合气体扰动越大,温度的跳动就越大,火焰的燃烧就越不稳定.实验结果表明超细水雾能很好地抑制瓦斯火焰的燃烧.     

掺氢对高辛烷值燃料燃烧过程的影响

通过耦合纯H2和高辛烷值标准基础燃料(primary reference fuel,PRF)燃烧机理,在CHEMKIN的Premix子程序上建立并验证了PRF-H2混合燃料预混层流火焰燃烧模型,并在该模型上就理论当量比条件下,掺氢对高辛烷值燃烧过程的影响进行了计算研究.试验结果表明:H2能加快PRF-H2混合燃料火焰的传播,促进PRF-H2混合燃料中正庚烷和异辛烷的分解;此外,掺入H2还能增大火焰中H、O和OH自由基的摩尔分数,H自由基摩尔分数的最大值由纯PRF混合燃料火焰时的4×10-3增大到了掺氢能量分数为60%时的13×10-3.     

直喷式柴油机准维现象学多区喷雾燃烧模型

以燃料与空气分布状态控制可燃混合气的形成和燃烧过程为基本思路,建立直喷式柴油机准维现象学多区喷雾燃烧模型及碳粒预测子模型,较好地预测了柴油机火焰温度和碳粒浓度,为柴油机气缸内热辐射研究提供一定的依据。     

瓦斯爆炸过程中火焰传播规律的模拟研究

在模拟实验和数值计算的基础上 ,研究了瓦斯爆炸过程中火焰传播规律及其加速机理 .研究结果表明 ,障碍物对瓦斯爆炸过程中火焰传播规律有重要影响 .障碍物的存在将使瓦斯爆炸过程中火焰的传播速度迅速提高 .瓦斯爆炸时 ,火焰阵面附近温度较高 ,阵面前附近区域温度梯度变化较大 ,阵面后区域的温度变化较小 .障碍物附近温度很快上升到最大值 ,然后由于化学反应结束及管道壁吸热 ,温度开始下降 .在火焰传播通道上设置的障碍物对气相火焰具有加速作用 ,加速作用的机理主要是由于障碍物诱导的湍流区对燃烧过程的正反馈造成的     

旋转火焰燃烧特性的实验研究

以液化石油气为燃料,研究了旋转火焰的燃烧特性。结果表明,旋转火焰内部的燃烧温度分布不仅与火焰的旋转速度有关,而且与燃烧产物的含量存在很大的关系。燃烧在火焰的轴中心线处,在旋转速度低于78 r.min-1下,火焰燃烧的温度随着其旋转速度的增加而增加;火焰旋转速度大于78 r.min-1后,增加火焰的旋转速度,温度反而降低。燃烧产物中CO质量浓度随火焰高度和直径的增加逐渐减小,且随火焰旋转速度的增加逐渐减小;在较低的旋转速度下,燃烧产物中CO2的含量随火焰旋转强度的增加而增加,但在较高的火焰旋转速度下,随火焰旋转强度的增加燃烧产物中的CO2含量反而降低,而且在高的旋转速度下火焰外部的CO2含量反而比其内部的CO2含量要低。     

燃油横焰玻璃熔窑火焰空间的三维数值模拟

掌握燃油玻璃熔窑火焰空间的温度场、流场分布，对重油燃烧合理组织、设计新熔窑、优化熔窑运行参数、达到玻璃生产优质高产低耗具有重要意义，以计算燃烧学和计算传热学基本理论为基础，建立了燃油玻璃熔窑火焰空间燃烧过程三维数学模型，包括雾化油滴燃烧的轨道模型和气相流动与传热模型，在模型上研究了日产400t燃油浮衍玻璃熔窑火焰空间的流场和温度场分布 ；研究了胸墙高度改变对温度场和流场的影响。 模拟结果表明火焰高温区、温度最高处、双热点位置等与原设计温度制度吻合，降低胸墙高度会使温度有所提高，各小炉中心线截面靠近窑顶位置纵向回流出现较早，不利于火焰伸展，会影响窑顶使用寿命。该模型具有改变参数容易，不受环境影响，具有相当通用性，有较大的实用意义。     

大加速度场对流预混火焰影响的理论计算

建立了大加速度场中的层流预混火焰的一维模型,并应用改进的克莱法就加速度场对层流预混火焰传播速度及火焰面结构的影响以丙烷和空气的预混气为例进行了理论计算通过分析计算讨论了加速度对火焰传播速度,火焰面和密度分布及化学反应速度的影响及产生原因,为大加速度 场中的燃烧试验提供了一定的理论指导。     

陶瓷窑炉中富氧燃烧火焰特性的试验研究

以单节辊道窑的结构形式设计物理模型进行富氧燃烧试验研究,在不同氧浓度条件下,从火焰形貌、火焰温度分布、火焰传播等方面分析富氧燃烧技术对火焰特性的影响,为窑炉设计及富氧喷枪设计与布置提供依据。研究结果表明:当氧浓度从21%增加至30%时,火焰亮度逐渐增加;火焰长度逐渐缩短并向喷枪口处收缩;最高火焰温度明显提高,且火焰最高温度出现位置向喷枪口靠近;轴向火焰温度分布趋向集中,在设计窑炉时应该注意火焰长度方向的尺寸;火焰前沿速度逐渐降低,引起温度梯度变大,火焰覆盖面积减小,需要设计可用于富氧燃烧的可调节式燃烧器,以保证在不同氧气浓度下,火焰处于稳定燃烧状态。     

高温低氧气中气体燃料的火焰特性

为确定高效低污染燃烧的条件,研制了火焰特性实验装置。在此装置上研究了助燃剂预热温度及氧体积浓度对丙烷火焰特征的影响。实验中,助燃剂预热温度休范围为３８０～１００℃,氧体积浓度变化范围为２１％～２％。实验表明助燃剂温度及其含氧量对火焰特性有非常显著的影响,高温低氧条件下的火焰体积、火焰亮度与颜色、火焰形状等特性明显改变。此外,还定性地说明了高温低氧燃烧方式具有高效低污染特性。     

催化燃烧炉特性的实验研究

通过对贫天然气／空气混合物在催化燃烧炉中的渡贵金属(铂)蜂窝状支撑物横端面上燃烧污染排放物的研究。主要从低污染和高效辐射的角度对催化燃烧的性质进行了研究。通过三个相互关联的实验测得实验数据，并进行了结果分析。和火焰燃烧相比较，贫天然气燃料混合物的催化燃烧，燃烧温度和氮氧化物的排放较低。催化燃烧过程可达到近零污染排放。     

多功能气相燃烧实验台的研制及实验分析

本文着重介绍和验证自制多功能气相燃烧实验台的作用。结果表明在该实验台上能进行层流火焰传播速度、火焰稳定性曲线、层流扩散火焰长度随R_(ed)的关系、火焰温度分布等测定,可对气相火焰现象进行观察及实验分析研究。     

掺氢汽油机燃烧过程的准维模型构建

为研究不同工况下掺氢汽油机燃烧特性,构建并验证了用于计算掺氢汽油机缸内燃烧过程的准维模型.模型基于理想气体状态方程、质量守恒方程、热力学第一定律,建立双区热力学微分方程组,通过湍流卷吸模型确定燃烧放热率,通过掺氢汽油层流火焰速率关联式反映掺氢对混合气火焰特征的影响规律,并利用MATLAB数值分析软件完成方程组的求解过程.结合内燃机台架试验,对不同掺氢体积分数、混合气当量比、进气道压力条件下模型的准确性进行了验证.对比结果表明,该模型能准确地反映不同运行条件下掺氢汽油机的燃烧特性.     

水蒸气对甲烷燃烧影响的数值模拟研究

为了研究水蒸气对于甲烷燃烧微观反应进程的影响,利用Chemkin 17.0研究了水蒸气对甲烷燃烧的绝热火焰温度、预混火焰温度和层流预混火焰燃烧速度的作用规律,研究了水蒸气对甲烷燃烧过程中链式反应进程的影响。结果表明,随着水蒸气摩尔分数的增加,甲烷燃烧火焰温度降低,预混火焰传播速度下降,且火焰中的H、O、OH自由基浓度均下降,但是OH自由基所占的比例增加,导致由OH自由基所传递的反应占主导地位。水蒸气的加入强化了CH3➝CH2（s）➝CH2➝CH➝CH2O过程,同时强化了CH3➝CH3O➝CH2O过程,改变了甲烷燃烧的链式反应。     

CO、CH_4混合燃料的熄火极限特性数值研究

针对CO、CH4混合燃料,以层流对冲扩散火焰为对象,利用详细反应机理(GRI-Mech 3.0)模拟计算CO、CH4混合火焰的熄火极限特性,解明了最高火焰温度(也称峰值火焰温度)随拉伸率和CO摩尔分数(αCO)的变化规律,分析了拉伸率和燃料成分的变化对火焰熄火极限的影响,进而着重讨论了造成这种影响的各种因素,以及这些因素在燃烧过程中各自产生的对温度的影响.研究发现:火焰温度随着拉伸率的增长而明显下降;随着αCO的增大,OH的生成速率降低,火焰温度降低,燃烧强度也随之减小.     

甲烷/空气在多孔介质小球填充床表面扩散燃烧的实验研究

对受限空间内甲烷/空气在多孔介质表面扩散燃烧特性进行实验研究.结果表明,随着多孔介质小球填充高度的增加,燃烧火焰的颜色、火焰高度、火环、及声音发生显著的变化,得出了甲烷在多孔介质表面燃烧的一些特性.     

二维湍流扩散火焰的计算机模拟

在二维直角坐标系下,开发了包括湍流流动的K—ε双方程模型、燃烧反应的混合分数f和湍流燃烧浓度波动g方程的湍流燃烧扩散火焰的K—ε—g数学模型。用该模型模拟计算了给定条件的燃烧过程。在不考虑辐射作用条件下,给出了燃烧过程气体的速度场、温度场和浓度场的分布,并且得到了燃烧火焰的形状。