微型填充床燃烧器中二甲醚的铂催化燃烧数值模拟

微型圆管填充床式燃烧器既能实现催化燃烧又能稳定内部流场和温度场,二甲醚燃烧性能较好且污染物排放较低。本文采用数值模拟这种有效且节约资源的方法,建立微型圆管填充床式燃烧器中二甲醚在铂(Pt)上的催化燃烧模型,并研究利于之后引起气相反应的最优工况。结果表明:流速在0.2~1.0 m/s,当量比小于1时,有利于催化段的燃烧;流速大于3.0 m/s,当量比大于3时,利于之后引起气相反应;378~380 K为二甲醚在Pt上催化燃烧的着火点;二甲醚在催化剂上的吸附能力比氧气强,适量提高氧气的浓度能够促进催化反应的进行,而过量的二甲醚则会抑制催化反应的发生。     

渐缩微喷管内氢气掺混甲烷预混燃烧实验研究

在出口直径为1.6 mm的石英渐缩喷管中进行预混燃烧实验,研究不同当量比(实际供给的空气量与理论上可完全燃烧需要空气量之比)以及混合比R（甲烷体积与燃料总体积比）下氢气/甲烷/空气在微尺度喷管内稳燃范围、输出推力、壁面温度分布等特性.通过实验发现,混合比越大,对应的稳定流速下限越小,当量比越大,对应的稳定流速下限越大,其中Φ=0.7,稳燃流速范围最大.当Φ=0.6时,壁面最高温度随着R的增大而减小,但是当Φ=0.9时,壁面最高温度几乎没有变化.壁面最高温度出现在Φ=0.7时,为761 ℃.火焰分为2层,内层颜色基本为淡蓝色,表明燃烧中氢气被点燃.当输入功率（由氢气和甲烷的热值与各工况体积流量计算获得）Q=13 W时,Φ=1.0时得到的比冲最大,效率最高.     

微型缩放喷管中氢气/空气预混燃烧实验研究

在最大内径2mm,喉部内径1mm的微型缩放喷管中进行氢气/空气的预混燃烧实验,获取稳燃范围、壁面温度、火焰起始位置等燃烧特性。缩放的喷管结构相比于等直径的圆直管和T形管拓展了稳燃范围,合适的当量比下,入口流速在3.4~41.4m/s的范围内火焰根部能稳定在缩放段燃烧。壁面温度和火焰位置受到流速和当量比的双重影响。壁面温度最大值出现在燃料稍有富余,当量比为1.4时。火焰起始位置随流量的增大向下游移动,随当量比的增大先向上游移动后向下游移动。通过选择合适的当量比和流速,能控制微喷管内的燃烧温度和位置,为微推进、微喷射等系统的设计和改进提供依据。