利用OH-PLIF技术显示超声速燃烧的火焰结构

针对在来流马赫数为1.72的空气来流中横向喷注氢气发生超声速燃烧的流场,利用平面激光诱导氢氧基荧光(OH-PLIF)技术,对超燃燃烧室中三个不同的流向截面进行了二维成像测量。选择波长为283.553nm的染料激光倍频光作为激发光,可近似认为获得的OH基荧光信号强度与OH基的摩尔分数成正比。瞬态的OH基PLIF图像揭示了超声速燃烧火焰结构具有高度湍流特性,在凹腔内部存在稳定的燃烧区,为整个燃烧反应提供值班火焰,起到了促进和稳定超声速燃烧的作用。超燃火焰在沿流向传播的同时还沿径向传播,凹腔展向尺度增大时火焰沿流向的火焰区会有所减小。     

凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响

针对两种凹腔布置方案,模拟马赫数6.0的来流条件,采用气化RP-3开展了一系列直连式燃烧试验。依据燃烧流场的可见光图像、燃烧室壁面静压分布和推力增益,对比分析了凹腔布置方案对气化煤油超声速燃烧特性的影响。结果表明,凹腔布置方案和当量比对燃烧室内的火焰分布、燃料的释热特性和发动机燃烧性能有显著影响。并联凹腔的火焰与释热主要集中在凹腔附近,燃料比冲对当量比不敏感;单凹腔的火焰与释热分布更加分散,燃料比冲随当量比的增加而提高。     

煤油超音速燃烧的试验研究

在地面直连式试车台上,研究了煤油碳氢燃料超燃冲压发动机的点火燃烧性能。通过测量模型发动机壁面压力分布,比较了不同工况下的煤油点火燃烧性能。试验结果表明,在当量比为0.27～1.46的大范围内,煤油在超燃冲压模型发动机中能够成功点火,支板和凹腔对煤油在超声速气流中的点火及稳定燃烧有重要作用,少量氢气的喷入对煤油的点火燃烧有良好的促进作用。太厚的支板、过高的当量比、模型发动机第一级燃烧室加入燃料过多会使发动机壅塞,影响隔离段的正常工作,进而影响加热器喷管工作。     

凹腔上游横向喷流混合过程的实验研究

利用基于纳米粒子的平面激光散射(NPLS)技术研究了超燃冲压模型发动机中凹腔上游横向喷注乙烯燃料时凹腔附近的流场,主要研究了燃料射流与主流的混合过程;对比了在不同喷注压力下燃料射流穿透度的变化;研究了不同凹腔参数对燃料与主流混合过程的影响。通过研究发现,喷注压力对燃料射流与主流混合效果的影响主要体现在两个方面,射流的穿透度和射流的扩散;对燃料射流来说,与主流混合的主要阶段为大涡的形成直至破碎阶段;在喷注总压相同下,喷注位置靠近凹腔有利于燃料射流与主流的混合和向凹腔内的输运;凹腔构型对燃料射流的影响主要在于大尺度结构开始发展破碎的阶段。     

粉末燃料冲压发动机内镁粉尘云层流燃烧模型

对粉末燃料冲压发动机预燃室内镁粉尘云燃烧过程进行了研究,建立了镁粉尘云的一维层流预混燃烧模型。研究表明,镁粉尘云层流火焰传播很稳定,燃烧过程中火焰结构基本不变,燃烧区很薄,而预热区厚度约是燃烧区的2-3倍。粉尘云中镁颗粒的蒸发和气相镁与氧气的均相反应是产生火焰的直接原因,也是火焰得以传播的关键。预热区气相温度升高主要靠燃烧区气体的导热和扩散过来的气相镁与氧气反应释放热量,而预热区颗粒相温度升高主要靠气相对其对流传热。分析了各参数对粉尘云燃烧的影响,颗粒相对浓度对粉尘云燃烧的影响比较复杂,在浓度较低的情况下,增大颗粒相对浓度有利于粉尘云快速燃烧;而在浓度较高的情况下,增大颗粒相对浓度则不利于粉尘云快速燃烧。随颗粒粒径的增加,火焰传播速度减小,火焰温度升高,预热区厚度增大。火焰传播速度和火焰温度随粉尘云初温增加线性增长,预热区厚度随粉尘云初温增加抛物线增长。数值模拟与文献中试验结果的变化趋势相一致。     

即将登场的高超声速武器

近年来，随着科学技术的不断发展，高超声速燃烧冲压发动机技术取得了重大突破，高超声速技术已经取得了重大进展，各国的高超声速巡航导弹、高超声速飞机和跨大气层飞行器已经进入了先期技术演示阶段，高超声速战已经不再是神话。     

基于图像处理的火焰检测算法研究

简要介绍了火焰检测系统构成和火焰燃烧特性,并根据全炉膛火焰的燃烧特性,从火焰图像中提取了反映炉膛火焰燃烧状态的特征量.最后,通过对火焰图像的处理及对火焰检测算法的分析与研究,利用计算机仿真得出火焰图像特征量与燃烧状态的关系,提出火焰燃烧稳定性判据.该算法能够实时、准确地检测全炉膛火焰的燃烧状况和炉膛中心火焰偏移情况,为...     

不同初始条件下乙醇-空气预混合气层流燃烧火焰结构分析

给出了一个扩展的乙醇化学反应动力学机理并给予了验证。利用此扩展机理分别计算了不同初始条件下乙醇-空气混合气一维层流自由传播火焰中反应物、自由基、碳基中间产物和燃烧产物的分布规律,预测了NOx的浓度分布曲线。对于乙醇-空气火焰,得到的主要结论有：主要自由基OH、H和O浓度随初始压力增加而减小;随初始温度增加而增加;随氮气稀释度的增加而减小。自由基浓度随初始条件的变化规律部分地解释了实验和计算得到的层流燃烧速度随初始条件的变化规律。     

磷系阻燃聚丙烯的研究进展及展望

磷系阻燃剂毒性小、低烟、价格较低,在阻燃剂开发领域中最引人注目。介绍了磷系阻燃剂的阻燃机理,无机和有机磷系阻燃剂在阻燃聚丙烯中的研究现状,并论述了磷系阻燃聚丙烯存在的问题及发展趋势。     

阻燃胶合夹芯刨花板的研制

木质人造板是目前建筑装饰中的常用板材,通过对其进行阻燃处理,可提高其难燃性能。综述了目前国内外对胶合板、刨花板进行阻燃处理工艺现状及其进展,并提出了一种新的阻燃装饰板材的设计方案。     

聚溴化苯乙烯阻燃聚乙烯热解动力学研究

用聚溴化苯乙烯作为阻燃剂，制备了阻燃聚乙烯（PE），利用TG方法研究了PE和阻燃PE在氮气气氛下的热解动力学行为，并用改进的非等温动力学方法研究了其热解动力学。结果表明，加入阻燃剂后材料的初始分解温度提前，阻燃材料的热解区间变宽，阻燃体系的平均失重速率下降，最大失重速率下降，主要分解阶段的残炭率高于未阻燃PE，聚溴化苯乙烯阻燃效果明显，可用于聚乙烯阻燃，说明大分子溴系阻燃剂具有较好的发展潜力。氮气气氛下未阻燃聚乙烯的热解过程只存在一个失重阶段，而阻燃材料在相同温度范围内呈现不同的失重阶段，且在各失重阶段其反应机理函数也发生变化；活化能、指前因子都有所不同，阻燃材料的活化能大于未阻燃材料，且活化能在整个失重阶段是随着温度和转化率的变化而变化的，说明阻燃剂的加入改变了材料的热解行为。     

紊流火焰生长的现象学模型

提出了一个紊流火焰生长的现象学模型,将预混合燃烧紊流火焰的生长过程与火焰瞬时尺度和基本的紊流特性参数联系起来,描述了火焰从层流传播到充分发展的紊流传播的全过程。计算结果与测量数据的比较显示了较好的一致性。     

狭长受限空间油气爆炸关键现象研究

以汽油油气混合物为研究对象,在狭长密闭管道中进行了油气爆炸实验,通过压阻式传感器测试爆炸过程中的压强信号,得到狭长受限空间中油气爆炸的基本参数。通过对实验结果的对比分析,发现狭长受限空间内的油气爆炸可以分为4个阶段：平滑加速阶段、湍流发展阶段、振荡激化阶段和余波阶段;一定强度的湍流流场可抑制链化学反应速度和火焰传播速度;振荡激化阶段发生在管道末端。为狭长密闭空间内油气爆炸的预防和抑爆技术研究提供了参考。     

室内火灾旋转火焰燃烧特性实验研究

在小尺寸实验中重现了火焰的旋转现象,并在没有外部鼓风的情况下,实现了旋转火焰自发产生;对室内火灾的旋转火焰现象进行了描述,得出旋转火焰具有自旋、根部变细、焰柱增长和旋转中心飘移等特征;并进一步分析了旋转与非旋转火焰各火灾参数的不同,结果表明,旋转火焰比非旋转火焰具有更大的火灾危险性。     

室内火灾旋转火焰影响因素试验研究

在小尺寸试验中重现了火灾火焰的旋转现象,并在没有外部鼓风的情况下,实现了旋转火焰自发产生。对室内火灾的旋转火焰现象进行了描述,得出旋转火焰具有自旋、根部变细、焰柱增长和旋转中心飘移等特征。并进一步分析了房间结构变化对室内火灾旋转火焰火灾危险性的影响,得出随着燃烧池面积的增大、门宽的减小及门高的降低,旋转火焰均呈增强趋势,而随着顶棚开口面积的增大,旋转火焰先增大后减小。     

湍流射流火焰中煤粉颗粒尺寸和结构的变化

采用湍流煤粉射流火焰模拟实际工业煤粉燃烧中的迅速热解,取样分析实验研究煤粉热解过程中颗粒尺寸和内部结构的变化。结果表明：在热解过程中煤粉颗粒体积发生了明显的膨胀,膨胀程度强烈地依赖于颗粒的初始尺寸和加热速率;热解时挥发份的迅速释放及煤的热塑性导致了颗粒内部的空心结构,这种结构有效地提高炭粒的燃烧速率。