电场作用微燃烧器的液体乙醇层流扩散燃烧

采用实验和数值模拟方法对电场作用下微燃烧器的液体乙醇层流扩散燃烧进行研究。研究结果表明,数值模拟高温区与实验拍摄火焰结构外形相似,前者的结构尺寸均高于后者;H/d与R e基本上呈线性增加关系,W/d先随R e线性增加,后变化幅度较小;H/d与电场强度E之间存在波浪曲线关系,波浪整体呈上升趋势,W/d整体上随电场强度E也呈上升趋势;火焰高度和宽度无量纲的数值模拟值与实验计算值吻合良好。     

基于电场作用的微燃烧数值模拟及热力性能分析

以管径为1 mm,2 mm,3 mm的3种陶瓷管作微燃烧器,采用Fluent软件对电场作用下甲烷和空气的微燃烧进行了数值模拟。研究表明:正电场可增加燃烧器内的燃烧火焰长度、最大气流速度以及最高温度;燃烧器内的最高温度与燃空比成反比;燃空比较小时的燃料转化率与管径成反比;燃空比较大时的燃料转化率与管径成正比。2 000 V以内的电压对微燃烧器内的最大流速、最高温度以及甲烷转化率影响不大;超过2 000 V的电压与微燃烧器内的最大流速、最高温度以及甲烷转化率成正比例关系。     

微细尺度下液体乙醇层流扩散火焰的特性分析

采用Fluent 6.3软件对微细尺度下液体乙醇层流扩散燃烧过程进行了数值模拟,同时借用实验方法对其可靠性进行了验证.结果表明:实验获得的火焰结构与数值模拟温度图高温区结构相似,而且火焰结构尺寸比数值模拟要低,数值模拟值与实验计算值吻合良好;H/d与Re呈线性增加,有外加电场的斜率较无电场大,正向电场的H/d比反向电场...     

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。     

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。     

基于单片机控制的多量程位移数显仪设计

在机械产品微小位移高精度检测显示中,采用螺管式电感位移传感器测量,根据所选择的位移传感器量程的不同,研制基于单片机控制的多量程位移数字显示仪.采用4位半A/D转换器ICL7135将输入直流信号转换成数字信号,由单片机软件来标度转换成对应的位移量,送LED显示.通过改变小数点的显示位置来达到提高显示精度的目的,实验结果表明,在量程为±0.25mm,±0.4mm,±1mm,±2mm时,分辨率为0.1μm;在量程为±5mm时,分辨率为1μm.     

超声速燃烧火焰放热区结构CH-PLIF成像技术

超燃冲压发动机是吸气式高超声速飞行器的关键部件之一，超燃冲压发动机燃烧室内火焰结构的研究对揭示超声速燃烧的稳焰机理具有重要意义。利用平面激光诱导荧光（Planar Laser-Induced Fluorescence，PLIF）技术测量了超声速燃烧直连式试验台燃烧过程中重要自由基CH的二维分布，实现了超声速燃烧火焰放热区结构的可视化。在开敞空间的低速射流火焰炉中使用甲烷/空气预混火焰对CH-PLIF技术进行了初步验证和系统优化，再利用CH-PLIF技术在凹腔稳焰的超燃直连台上实现了超声速燃烧火焰放热区结构的二维可视化，并与OH-PLIF和CH自发辐射测量结果进行了对比。实验结果表明，在开敞空间的低速射流预混火焰中，火焰放热区会发生扭曲、褶皱和分裂等现象，随着雷诺数的增大，火焰锋面褶皱程度更加显著；在凹腔稳焰的超声速燃烧中，火焰放热区高度褶皱和破碎，放热区结构的厚度为0.5～6.5 mm，同时也存在放热区的分裂与剥离等现象。CH-PLIF技术能够以较高的空间分辨率更准确地呈现凹腔超声速火焰放热区的结构，其在凹腔稳焰的超声速燃烧诊断中具有重要的应用价值。     

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。     

光学表面的分形特点与模拟表征算法

根据光学表面在微观结构呈现出的自相似性,利用尺度无关的分形模型描述了其结构特征;采用结构函数法对抛光表面的分形维数进行计算,分析了粗糙度参数RMS值、误差波长、测量尺度、采样长度和采样点数对分形维数的影响规律。在此基础上,提出了采用一阶自回归分形模型对抛光表面进行模拟的新方法,分析了界定尺度、模型参数对分形特征和分形维数的影响规律。利用分形维数描述光学表面的微观结构具有评价方法简单、在一定范围内与测量尺度无关等优点。     

含水乙醇燃烧的对冲扩散火焰数值研究

为加深对低浓度乙醇燃气发生器燃烧过程化学动力学过程的理解,分析水组分在燃烧过程中所起的作用,利用对冲扩散火焰模型对不同浓度下的火焰结构进行了数值分析,并虚拟了一种惰性水组分以区分物理机制和化学机制对燃烧过程产生的影响.研究结果显示,随着乙醇浓度的不断降低,火焰锋面呈现出向燃料侧的整体移动趋势;随着浓度向极限浓度的趋近,...