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氧化剂含氧浓度对甲烷反扩散火焰光谱特性影响实验研究 被引量：4
1
作者 王宝璐 额日其太 李挺 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期878-884,共7页
为了研究氧化剂的含氧浓度对同轴射流甲烷反扩散火焰光谱特性分布的影响,采用光纤光谱仪对富氧层流甲烷反扩散火焰中发射谱线分别为314nm和430nm的激发态自由基OH*和CH*进行了光谱特性实验研究,分析了OH*,CH*辐射强度随氧化剂含氧浓度X_... 为了研究氧化剂的含氧浓度对同轴射流甲烷反扩散火焰光谱特性分布的影响,采用光纤光谱仪对富氧层流甲烷反扩散火焰中发射谱线分别为314nm和430nm的激发态自由基OH*和CH*进行了光谱特性实验研究,分析了OH*,CH*辐射强度随氧化剂含氧浓度X_(O_2)的变化规律,及其沿反扩散火焰轴向与径向的分布特征。研究表明:甲烷反扩散火焰具有明显的内外双层结构,当氧化剂含氧浓度从21%增加到50%,反扩散火焰反应核心区直径增宽75%,而对火焰高度的变化却非常微弱。OH*和CH*辐射强度沿火焰轴向与径向均呈现先增后减的趋势。随着氧化剂含氧浓度增加,OH*辐射强度呈指数型增加,在距喷嘴出口2/3直径高度处处出现OH*和CH*辐射强度峰值,且峰值的轴向位置不随氧化剂含氧浓度X_(O_2)的增大而改变。 展开更多
关键词 反扩散火焰 光纤光谱仪 辐射 燃烧
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甲烷反扩散火焰光谱特性实验研究 被引量：7
2
作者 王宝璐 额日其太 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期105-111,共7页
为了研究层流甲烷反扩散火焰的光谱特性,采用光纤光谱仪对层流甲烷/空气反扩散火焰中发射谱线分别为314nm和430nm的激发态自由基OH*和CH*进行了光谱特性实验研究,分析了OH*,CH*辐射强度随空气喷嘴出口Re数的变化规律,及其沿反扩散火焰... 为了研究层流甲烷反扩散火焰的光谱特性,采用光纤光谱仪对层流甲烷/空气反扩散火焰中发射谱线分别为314nm和430nm的激发态自由基OH*和CH*进行了光谱特性实验研究,分析了OH*,CH*辐射强度随空气喷嘴出口Re数的变化规律,及其沿反扩散火焰轴向与径向的分布特征。研究表明:甲烷反扩散火焰具有明显的内外双层结构,OH*和CH*辐射强度沿火焰轴向与径向均呈现先增后减的趋势。随着空气流量增大,OH*,CH*分布范围变大,并逐渐向火焰下游扩展。在距喷嘴出口5mm处出现OH*和CH*辐射强度峰值,且峰值的轴向位置不随空气流量增大而改变。 展开更多
关键词 反扩散火焰 光谱特性 辐射 实验研究
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乙烯层流反扩散火焰形状的理论计算及实验测量 被引量：4
3
作者 李智聪 何小煌 娄春 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期199-204,共6页
利用高光谱仪对不同空气流量的乙烯层流反扩散火焰数据进行测量,由CH*自由基的化学发光强度分布得到实验测量的火焰形状.同时将扩展Roper模型用于计算反扩散火焰的形状,对模型中速度分布和温度分布进行改进,并将计算结果与实验测量结果... 利用高光谱仪对不同空气流量的乙烯层流反扩散火焰数据进行测量,由CH*自由基的化学发光强度分布得到实验测量的火焰形状.同时将扩展Roper模型用于计算反扩散火焰的形状,对模型中速度分布和温度分布进行改进,并将计算结果与实验测量结果进行对比.结果表明:随着空气流量的增加,火焰形状有变宽变高的趋势;相比于Sunderland等提出的4种速度温度分布模型,本文采用的速度、温度分布模型计算得到的反扩散火焰形状更加符合实验测量结果. 展开更多
关键词 反扩散火焰 火焰形状 扩展Roper模型 高光谱成像
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非平衡等离子体控制乙烯-空气旋流反扩散火焰实验研究 被引量：2
4
作者 田园 周思引 +3 位作者 聂万胜 朱杨柱 郑直 陈庆亚 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1078-1086,共9页
为研究非平衡等离子体自身特性及其对乙烯-空气反扩散火焰的影响,基于同轴旋流式等离子体喷嘴,采用交流激励介质阻挡放电(Alternating Current Dielectric Barrier Discharge,AC DBD)方式在乙烯旋流中产生非平衡等离子体,分别从放电图... 为研究非平衡等离子体自身特性及其对乙烯-空气反扩散火焰的影响,基于同轴旋流式等离子体喷嘴,采用交流激励介质阻挡放电(Alternating Current Dielectric Barrier Discharge,AC DBD)方式在乙烯旋流中产生非平衡等离子体,分别从放电图像、温度和流场变化等方面对乙烯等离子体的电学特性、热效应和气动效应进行了研究,最后通过反扩散火焰可见光和CH*自发辐射图像详细分析了等离子体对乙烯-空气反扩散火焰的影响及其机理。结果表明,AC DBD激励方式使乙烯旋流在喷嘴环缝内产生了丝状非平衡等离子体,丝状等离子体通道数目随着激励电压上升而显著增加。与空气等离子体和氧气等离子体相似,乙烯等离子体兼具热效应和气动效应,其热效应主要集中在放电核心区域,对射流加热作用微弱,对燃烧的影响可以忽略不计;气动效应显著,主要体现在增强了射流掺混、扩大了射流覆盖面积以及降低了转捩点高度,射流掺混的增强导致反扩散火焰最大释热强度提升,且在低当量比时较为明显,射流转捩点高度的降低引起了火焰中心位置下降。 展开更多
关键词 非平衡等离子体 介质阻挡放电 乙烯 旋流 反扩散火焰
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低温等离子体对甲烷/氧反扩散火焰影响的实验研究
5
作者 周思引 田园 +2 位作者 聂万胜 郑体凯 石天一 《新能源进展》 2020年第2期91-99,共9页
为探究低温等离子体对甲烷/氧反扩散火焰的影响,通过对同轴式喷注器环缝甲烷射流施加介质阻挡放电产生甲烷等离子体,综合采用多种测量手段实验研究了多种工况下该低温等离子体特性及火焰关键参数的变化。结果显示,放电击穿电压随混合比... 为探究低温等离子体对甲烷/氧反扩散火焰的影响,通过对同轴式喷注器环缝甲烷射流施加介质阻挡放电产生甲烷等离子体,综合采用多种测量手段实验研究了多种工况下该低温等离子体特性及火焰关键参数的变化。结果显示,放电击穿电压随混合比增大而减小,电流脉冲数量和幅值则随混合比增大而先增加后减小;甲烷等离子体呈灰白色,低电压下提高气体流量则放电有所减弱;受等离子体气动效应作用,放电后甲烷射流角有所增大,且电压越高射流角越大,增幅则逐渐减小,过高激励强度下射流发生失稳;等离子体通过改变燃料和氧化剂的掺混而影响甲烷/氧反扩散火焰的形态,使得火焰中心高度总体有所下降,特征长度缩短,释热强度则有所增加,其中小流量、低混合比条件下作用效果更明显;喷注器功率则随混合比上升而先增大后减小。 展开更多
关键词 等离子体辅助燃烧 低温等离子体 甲烷/氧反扩散火焰 气动效应 火焰形态 释热强度
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CH_4/Air反扩散射流火焰多组分同步PLIF诊断 被引量：7
6
作者 陈爽 Lukasz Jan Kapsta +3 位作者 翁武斌 苏铁 涂晓波 Zhongshan Li 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期26-32,共7页
多组分同步平面激光诱导荧光技术在研究火焰结构和燃烧反应中间产物二维分布等方面有着重要作用。为了研究CH4-Air反扩散射流火焰,搭建了OH/CH2O/丙酮(Acetone)多组分同步平面激光诱导荧光实验系统。系统由2套激光器、2部ICCD相机、1组... 多组分同步平面激光诱导荧光技术在研究火焰结构和燃烧反应中间产物二维分布等方面有着重要作用。为了研究CH4-Air反扩散射流火焰,搭建了OH/CH2O/丙酮(Acetone)多组分同步平面激光诱导荧光实验系统。系统由2套激光器、2部ICCD相机、1组时序控制器以及光学系统构成。通过对不同组分物质分子有效激发策略、时序控制方法以及双ICCD成像技术进行了分析,最终实现了对火焰反应区、预热区以及燃料分布区域等火焰结构信息瞬态测量及可视化。基于该实验系统,对反扩散射流火焰进行了实验研究。研究结果表明,反扩散射流火焰形式既不同于传统的预混火焰,也不同于常规的扩散火焰,更多表现为部分预混的扩散火焰;较之OH*化学发光成像,多组分平面激光诱导荧光结构更能准确认识火焰的基本形态和燃烧模式,在基础燃烧和工业研究中都具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 平面激光诱导荧光 反扩散射流火焰 多组分 同步诊断
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二聚环戊二烯掺混对正庚烷扩散火焰碳烟特性的影响 被引量：2
7
作者 陈向阳 周梦祥 +1 位作者 李青 王宇 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期131-140,共10页
为研究二聚环戊二烯(DCPD)燃料添加剂对碳烟颗粒生成演化的影响,采集掺混不同比例DCPD的正庚烷反扩散(IDF)及正扩散(NDF)火焰中的碳烟颗粒,使用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼光谱(RS)和热重分析仪(TGA)分析碳烟颗粒的微观结构、... 为研究二聚环戊二烯(DCPD)燃料添加剂对碳烟颗粒生成演化的影响,采集掺混不同比例DCPD的正庚烷反扩散(IDF)及正扩散(NDF)火焰中的碳烟颗粒,使用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、拉曼光谱(RS)和热重分析仪(TGA)分析碳烟颗粒的微观结构、石墨化程度和氧化活性.结果表明:在反扩散火焰中,随着DCPD掺混比例从0%增加到20%,颗粒中类液状物质显著减少,碳烟颗粒平均微晶尺寸增长,且平均微晶曲率降低,石墨化程度提高,氧化活性降低,表明在反扩散火焰中DCPD对初生碳烟具有促进其生长的作用.而在正扩散火焰中,随着DCPD掺混比例从0%增加到20%,碳烟颗粒粒径显著增加,微晶尺寸降低,微晶曲率升高,石墨化程度降低,氧化活性升高,表明正扩散火焰中DCPD可以通过改变碳烟颗粒的微观结构来增加其氧化活性. 展开更多
关键词 二聚环戊二烯 碳烟颗粒 反扩散火焰 微观结构 氧化活性
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燃烧火焰中核态碳烟颗粒粒度分布的在线检测研究 被引量：2
8
作者 吕建燚 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第8期81-84,共4页
采用非侵入式无干扰针孔采样器与扫描型运动颗粒粒度分级仪(scanning mobility particle sizer,SMPS)相连接的方法,对乙烯/空气反扩散火焰中初始成核碳烟颗粒的粒度分布进行了在线检测。首先确定了SMPS的实时在线检测的实验研究过程,然... 采用非侵入式无干扰针孔采样器与扫描型运动颗粒粒度分级仪(scanning mobility particle sizer,SMPS)相连接的方法,对乙烯/空气反扩散火焰中初始成核碳烟颗粒的粒度分布进行了在线检测。首先确定了SMPS的实时在线检测的实验研究过程,然后分析并讨论了碳烟采样稀释系统的稀释率计算方法。初步检测结果表明,在火焰底部粒径为3 nm的核态碳烟颗粒的数量大约在1012个/cm3以上,随着测量点位置增高,核态碳烟颗粒的数量减少,且粒径增大,碳烟粒度分布曲线逐渐向右移动,说明在火焰底部核态碳烟颗粒处于生长长大的状态。初始成核颗粒由于异相凝结和表面沉积而长大,同时伴随着核态碳烟颗粒之间较为剧烈的颗粒凝并和聚结现象。 展开更多
关键词 核态碳烟颗粒 粒度分布 SMPS 反扩散火焰
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基于激光诱导击穿光谱的燃烧学实验教学探索
9
作者 李智聪 娄春 +3 位作者 李言钦 曹海亮 周俊杰 汤松臻 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第7期153-157,258,共6页
基于激光诱导击穿光谱技术开展了燃烧学实验教学探索,构建“激光诱导击穿光谱-层流反扩散火焰”实验教学系统,设计了具体实验操作方法与步骤,并针对激光诱导等离子体的基本参数和层流反扩散火焰的原子比分布开展了实验测量和分析。通过... 基于激光诱导击穿光谱技术开展了燃烧学实验教学探索,构建“激光诱导击穿光谱-层流反扩散火焰”实验教学系统,设计了具体实验操作方法与步骤,并针对激光诱导等离子体的基本参数和层流反扩散火焰的原子比分布开展了实验测量和分析。通过实验教学探索,促进了学生对燃烧学理论知识的更全面理解,提升了学生在跨学科环境中融会贯通的能力。 展开更多
关键词 燃烧科学 光学实验测量 激光诱导击穿光谱 激光诱导等离子体 层流反扩散火焰
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