摘要：本文采用高速摄像–纹影技术研究了障碍物管道内不同当量比氢/空气预混气体的火焰加速过程。障碍物形状共3种:三角形、全切半圆形以及半圆形。结果表明,当量比通过影响火焰不稳定性和层流燃烧速度,改变了管道内的火焰演化过程以及传播速度。当量比(φ)为1.5时,火焰传播最快。障碍物形状对火焰加速有显著影响。带有尖锐结构的障碍物有利于火焰的拉伸和破碎,促进湍流化。极富燃料工况(φ=3)下,火焰锋面演化更稳定,尖锐的全切半圆形障碍物对火焰锋面湍流化的作用更明显,加速更快。半圆形障碍物管道内火焰过渡平缓,传播最慢。本研究可为燃爆安全防护和燃烧器设计提供实验支持。

摘要：为了研究驻涡加力燃烧室凹腔稳定器的冷却特性,设计了三种不同冷却结构的凹腔稳定器。采用实验研究的方法,对不同冷却结构的凹腔稳定器冷却特性进行研究,同时改变试验中凹腔油气当量比、次流与主流流量比(0.25~0.37)和主流马赫数(0.17~0.26),分析不同结构和气流参数下了凹腔冷却特性。结果表明:驻涡加力燃烧室的凹腔稳定器壁面最高温度出现在前壁面,前壁面温度较上壁和后壁偏高300K左右;凹腔稳定器壁温受冷却孔开孔率、凹腔油气比、次流与主流流量比影响较大,受马赫数影响较小。综合考虑各个方案试验结果,在凹腔稳定器冷却孔开孔率较低时,凹腔内部油气当量比建议取1.2~1.5。

摘要：利用火焰颜色建模测量火焰当量比是燃烧诊断技术的一个新兴研究方向。目前的建模方法主要利用RGB(Red-green-blue)模型中蓝色/绿色特征(B/G)作为模型输入,但通过单一颜色比值简单拟合得到的颜色-当量比模型存在较大的不确定性及测量误差,因此本文提出利用多颜色模型下的多颜色特征参数作为模型输入。首先,采用数字火焰颜色分布(Digital flame colour distribution,DFCD)技术对采集甲烷燃烧预混火焰图像进行处理并获取火焰图像目标区域(Region of interest,RoI)。其次,综合分析火焰颜色特征变量构建特征工程,设计并提取火焰目标区域的不同颜色模型下的多颜色特征,共计36维火焰颜色特征,利用Spearman秩相关性分析与随机森林(Random forest,RF)算法筛选出表征燃烧当量比更深层的颜色特征,得到16维优质特征子集。最后,通过优化持向量机(Support vector machine,SVM)参数选择,并采用网格搜索方法(Grid search method,GSM)寻求最优参数优化SVM,进一步利用特征工程构建得到的特征子集训练SVM以建立预混火焰燃烧当量比软测量模型。将该算法与传统的BP神经网络和极限学习(Extreme learning machine,ELM)算法进行对比,实验结果表明,本文方法具有较好的回归预测效果,均方误差(Mean square error,MSE)低至0.023。

摘要：为探究涡轮叶间燃烧性能,设计了4种不同当量比的工况,利用FLUENT软件的Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DO辐射模型和离散相模型对燃烧室的流动及燃烧进行数值模拟.结果表明:燃烧室能在广泛的当量比(2.59～0.81)下保持性能稳定,燃烧效率保持在96%以上、总压损失低于2.4%,气体温度提高650,K左右;降低当量比,能够提高燃烧效率,降低CO、UHC、NOx等污染物排放,改善温度分布,但会造成更大的总压损失;最优当量比等于1.00,此时燃烧效率在99.95%以上,总压损失相对低(1.5%),出口径向温度呈抛物线型分布,最适合燃烧室设计.与文献对比发现,选取的工况合理,其结果对涡轮叶间燃烧室设计具有参考价值.

摘要：畜禽养殖废弃物的减量化和资源化利用是畜禽养殖污染控制的主要途径,热化学处理技术为畜禽养殖废弃物的资源化利用提供了新的方式。试验采用自主设计制造的流化床反应器,对猪粪展开以空气为气化剂的气化研究。该文主要考察了当量比(ER)对气化过程和效果的影响,结果表明ER对气化过程的影响具有双重性和复杂性。ER的改变直接影响反应器内流化气体的流动速度,对反应器内温度场分布产生显著影响,随着ER的提高,使氧化还原区和高温区向反应器上部移动。ER值升高,固体得率减小,对热解气化有利,但ER值过大,使液态产物增加,对气化过程不利。燃气热值随ER值升高而降低,碳转化率随ER值升高而升高,ER值对气化效率的影响呈波动特性。猪粪气化的ER调节范围应该在0.25左右。在实际生产中根据反应器内温度分布情况、气体输出情况和反应器内的物料流化状况等对ER的作适当调控非常重要。

摘要：为探究甲烷/空气预混气体当量比对Hele-Shaw通道内火焰爆燃特性的影响,自行设计搭建尺寸(长×宽×厚)为950 mm×200 mm×6 mm的透明有机玻璃瓦斯爆炸管道试验平台。通过改变试验平台厚度研究通道间隙对甲烷/空气预混气体火焰结构与传播特性的影响。结果表明,不同的通道厚度和当量比对火焰锋面结构和火焰传播动态特性有显著影响。当通道厚度为6 mm时,最大火焰传播速度发生在化学当量比下,为12.84 m/s,且在该工况下火焰最先到通道末端,时间为518.57 ms。当量比为0.8的贫燃状态时,在火焰不稳定性的作用下,火焰传播后期出现二次振荡现象及手指形的火焰锋面。随着通道厚度的减小,火焰到达通道末端的时间逐渐变长,对火焰整体传播速度有明显的抑制作用。

摘要：[目的]随着国家为能源行业设立了碳达峰、碳中和的宏伟目标,对电站燃气轮机低碳排放技术改进的需求日益增长。国内对该目标的关键技术路径的探索亟待展开。燃气轮机的贫预混燃烧技术能使燃烧偏离理论空气量,是目前降低NO_(x)排放主要技术,同时通过在天然气中掺混氢气燃烧,能够有效降低化石能源的消耗以及降低碳排放量。[方法]采用Chemkin-Pro软件建立一维预混自由传播火焰模型,比较不同当量比、初始温度、初始压力、掺氢比对燃烧温度、燃烧速率、污染物生成浓度、燃烧自由基、链式反应等的影响;模拟燃烧过程的温度分布、燃料组分变化及其排放特性。[结果]发现了通过在天然气中掺混氢气燃烧,能够有效降低化石能源的消耗以及降低碳排放量。但天然气掺氢的贫预混燃烧所带来的较高的火焰温度反而会促进NO_(x)的生成,同时,在较低的当量比下将会产生更多的CO。[结论]基于以上研究,获得了掺氢燃烧的关键数据,为掺氢燃烧技术路径的完成奠定了基础。

摘要：涡轮基组合循环发动机因其性能优越性,已引起世界各研究机构的广泛关注。为了模拟TBCC的试验条件,提供符合核心机条件的高温燃气是必要手段。本文设计了一个结构简单易于控制的TBCC核心射流试验模拟模型,并对此模型进行了实验研究。结果表明,所设计模型点火工作可靠,燃烧效率高,可以产生0.236～0.342kg/s的750～1050K的高温燃气,模型出口马赫数、温度和氧气的体积分数分布均匀,可以满足TBCC超级燃烧室试验进口条件要求。

摘要：采用高速摄影仪拍摄和压力测量的方法,研究了乙炔/空气混合气体在毫米量级微管中的单次爆震燃烧特性.测量得到内径10,mm的不锈钢管内的爆震波压力为2.7,MPa,速度为1,428.6,m/s.通过高速摄像仪观察到有机玻璃管中存在3种不同的火焰形态:振荡火焰、缓燃火焰和爆震火焰,有机玻璃管中的爆震波速度约为1,450,m/s.实验表明,乙炔/空气混合气体在两种不同材料的毫米量级微管中均可实现爆震燃烧.

摘要：针对已开发的2.0L型高压共轨直喷柴油机燃烧室,利用FIRE软件建立其仿真计算模型,仿真分析了不同燃烧室结构对缸内速度场以及湍流特性的影响,并引入与混合气形成和燃烧过程密切相关的无量纲参数Da数,研究了燃烧室结构形状对混合气形成机理、燃烧过程以及NO和SOOT生成率的影响。结果表明:通过合理设计燃烧室的结构形状可以有效组织混合气的形成和燃烧过程,从而抑制NO和SOOT的生成。