基于产物分析的铁粉燃烧器燃烧特性实验研究

作     者：刘世宁 胡春波 胡旭 朱小飞 LIU Shi-ning;HU Chun-bo;HU Xu;ZHU Xiao-fei

作者机构：西北工业大学燃烧、热结构与内流场重点实验室陕西西安710072 

基　　金：国家自然科学基金(51876178) 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2022年第43卷第6期

页      码：380-391页

摘      要：铁粉是一种潜在的绿色可再生金属燃料。为了探索铁粉燃料使用的可行性,改进铁粉燃烧器的设计方法,研究铁粉的燃烧特性,进而实现铁粉燃烧后能量的有效利用,文中采用自主设计的金属铁粉燃烧器,实现了铁粉与空气在常压下的自持燃烧,进一步研究了铁颗粒燃烧后产物的变化规律。在点火燃烧实验中发现,铁粉的最佳点火浓度条件在0.95~1.28kg/m。利用扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分析仪(LPSA)、聚焦离子束(FIB)和X射线衍射(XRD)等诊断手段对燃烧产物进行了分析。结果表明,铁颗粒燃烧后颗粒形貌由不规则形最终变成球形,在燃烧过程中生成的产物会直接包裹在金属液滴的表面导致产物的粒度增大,在空燃比为0.55时,粒度的增大率为1.2,富燃条件下,随着空燃比的提高,产物的增大率变大。使用相图预测了铁颗粒在燃烧过程中出现的多层结构,利用FIB方法进一步分析了铁颗粒在燃烧反应中间阶段的层结构由外向内分别为FeO,FeO,FeO和Fe。

主 题 词：金属燃料 铁粉 金属燃烧器 燃烧产物 燃烧特性 

学科分类：08[工学] 080502[080502] 0805[工学-能源动力学] 

核心收录：

D　O　I：10.13675/j.cnki.tjjs.200622

馆 藏 号：203111913...