摘要：为研究火焰拉伸变化对流场、碳烟生成的瞬态效应,进一步完善层流火焰面模型在湍流火焰中的应用,设计并搭建了一个高可控的声激励对冲火焰燃烧器及其流场和碳烟浓度场的测量系统,利用相位锁定的粒子图像测速和激光诱导白炽光技术,测量了简谐振荡的对冲火焰中流场以及碳烟生成随时间的变化特性。结果表明:设计的声激励对冲燃烧器喷嘴出口速度为非均匀分布;非稳态工况下,施加的声激励电压信号幅值与出口速度振幅呈线性关系,频率为40 Hz的乙烯和丙烷火焰出口速度分别滞后电压信号0.09、0.14周期;随着电压信号频率的增加,速度的滞后程度也随之扩大。此外,40 Hz频率下乙烯火焰的碳烟体积分数滞后准稳态值0.35周期,具有明显的瞬态效应。研究成果可为非稳态层流火焰面模型开发提供理论依据。

摘要：燃煤锅炉生成的碳烟不仅会增强火焰辐射、影响燃烧外,还排放到大气环境中带来严重危害。为了进一步了解其生成机理从而更好地对其生成量及特性进行控制,对煤粉燃烧过程中颗粒周围碳烟的分布规律进行定量的研究十分必要。本文自行设计了注射式微量给粉装置,成功实现了0.1 g/h量级给粉率下的连续给粉,并通过改进多元扩散燃烧器和以及结合激光诱导白炽光(Laser Induced Incandescence)技术,首次实现了对单颗粒煤粉燃烧过程中碳烟分布的定量测量,发现对于70μm左右的煤粉颗粒,碳烟分布直径约为1 mm。此外还通过控制气氛,研究了含氧量对碳烟生成的影响,发现随着氧含量的上升,碳烟总浓度下降并且峰值出现更早的规律。