声场作用下甲烷部分预混火焰不同当量比和流速对NO_x生成的影响 被引量：6

1

作者 沈忠良 邓凯 +1 位作者 卢冰 钟英杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期54-60,10,共7页

采用Rijke型脉动燃烧试验台,利用火焰直拍图像、NOx采集系统,对声场作用下甲烷部分预混火焰在不同当量比和流速下的NOx生成特性进行了比较和分析。结果表明,随着当量比的增大,在3.3-4处NO排放因子（NOemissionindex,EINO）出现拐点EI,... 采用Rijke型脉动燃烧试验台,利用火焰直拍图像、NOx采集系统,对声场作用下甲烷部分预混火焰在不同当量比和流速下的NOx生成特性进行了比较和分析。结果表明,随着当量比的增大,在3.3-4处NO排放因子（NOemissionindex,EINO）出现拐点EI,当量比小于EI时,EINO随当量比的增大而先增后减;当量比大于EI时,EINO随当量比的增大而增大。当量比在2-4时,混合气流速对EINO的影响较小;当量比大于4时,EINO随着流速的增加而增加,但相对于稳态燃烧,EINO随流速增加的速率明显减小,原因在于,流速的增大致使火焰长度增加,燃料在高温区域停留时间变大,而相对于稳态火焰,脉动声场的作用使火焰长度变短。 展开更多

关键词 声场 脉动燃烧 部分预混火焰 NO排放因子 当量比 流速

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部分预混火焰撞壁的温度及甲醛分布测量 被引量：4

2

作者 杨智 刘海峰 +2 位作者 耿超 丰雷 尧命发 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期182-188,共7页

结合麦肯纳燃烧器,设计了液体燃料部分预混火焰近壁面燃烧的光学诊断系统,利用双色法和激光诱导荧光法,研究了壁面高度及壁面温度对于近壁面区域火焰温度场和甲醛分布的影响.结果表明,随着壁面高度增加或者壁面温度升高,火焰温度升高,... 结合麦肯纳燃烧器,设计了液体燃料部分预混火焰近壁面燃烧的光学诊断系统,利用双色法和激光诱导荧光法,研究了壁面高度及壁面温度对于近壁面区域火焰温度场和甲醛分布的影响.结果表明,随着壁面高度增加或者壁面温度升高,火焰温度升高,高温区域面积增大并从火焰外侧向中心轴附近转移.甲醛LIF图像上的信号与温度分布中的低温区域基本吻合,随着壁面高度的增加,甲醛峰值下降,而火焰整体的甲醛分布范围变广.当壁面温度升高时,甲醛信号变弱,整体的分布范围也变小. 展开更多

关键词 部分预混火焰 双色法 温度场 激光诱导荧光法 甲醛

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乙烯部分预混火焰中苯的生成机理 被引量：1

3

作者 王薇 徐磊 +1 位作者 周梦祥 王宇 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2021年第1期98-104,共7页

为了研究苯及相关组分的含量,以验证气相化学反应机理,选取常压环境下乙烯部分预混火焰作为研究对象,运用Chemkin软件对火焰进行数值模拟,采用气相色谱-质谱(GC/MS)系统对目标组分进行定性和定量分析,通过数值模拟与试验相结合的方法,... 为了研究苯及相关组分的含量,以验证气相化学反应机理,选取常压环境下乙烯部分预混火焰作为研究对象,运用Chemkin软件对火焰进行数值模拟,采用气相色谱-质谱(GC/MS)系统对目标组分进行定性和定量分析,通过数值模拟与试验相结合的方法,分析了氧化剂掺混对乙烯火焰中永久性气体组分和C1-C6烃类化合物等主要气相前驱体的生成量和苯的生成路径所产生的影响.研究结果表明:在乙烯火焰的燃料端掺入少量氧气,促进了苯的生成;氧气的加入促进了C2和C4烃类化合物的相互作用以及C3H3的自身加成反应,从而导致苯的生成量明显增加. 展开更多

关键词 部分预混火焰 碳烟前驱体 苯 气相色谱-质谱系统 生成机理

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不同醇类燃料对柴油替代物部分预混火焰多环芳烃及碳烟演化的影响 被引量：7

4

作者 刘海峰 张朔 +1 位作者 张鹏 尧命发 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期313-321,共9页

针对柴油替代燃料TRF20(80%正庚烷+20%甲苯体积比混合物),分别掺混甲/乙/丁醇燃料,在燃烧器上建立部分预混层流火焰.采用平面激光诱导荧光和双色激光诱导炽光对火焰中生成的碳烟前驱物多环芳烃以及碳烟进行光学诊断研究,得到了多环芳烃... 针对柴油替代燃料TRF20(80%正庚烷+20%甲苯体积比混合物),分别掺混甲/乙/丁醇燃料,在燃烧器上建立部分预混层流火焰.采用平面激光诱导荧光和双色激光诱导炽光对火焰中生成的碳烟前驱物多环芳烃以及碳烟进行光学诊断研究,得到了多环芳烃的荧光强度、分布以及碳烟的体积分数、粒径,分析了稀释甲苯对多环芳烃生成影响以及醇类结构对碳烟生成的影响.结果表明:柴油替代燃料TRF20中分别掺混甲/乙/丁醇后,从混合燃料的成分角度讲,甲苯含量的稀释是碳烟前驱物多环芳烃以及碳烟降低的最主要原因,从掺混的三种醇类分子结构的角度讲,柴油替代燃料TRF20中掺混正丁醇减少碳烟前驱物多环芳烃和碳烟体积分数的效果最佳.掺混丁醇后碳烟粒径最小,其次是掺混乙醇,掺混甲醇的粒径最大且只是略低于TRF20燃料. 展开更多

关键词 甲/乙/丁醇 部分预混层流火焰 平面激光诱导荧光 激光诱导炽光 多环芳烃 碳烟

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带有局部熄火现象的部分预混火焰大涡模拟研究 被引量：2

5

作者 曾海翔 王平 +2 位作者 SHROTRIYA Prashant 姜霖松 MURUGESAN Meenatchidevi 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期35-44,共10页

对带有局部熄火现象的悉尼部分预混火焰FJ200-5GP-Lr75-103算例进行大涡模拟研究,计算中采用动态k方程亚格子模型和动态增厚火焰(DTF)燃烧模型.考虑当量比变化对层流火焰厚度和速度的影响,在DTF模型中引入两个拟合函数,可根据流场中混... 对带有局部熄火现象的悉尼部分预混火焰FJ200-5GP-Lr75-103算例进行大涡模拟研究,计算中采用动态k方程亚格子模型和动态增厚火焰(DTF)燃烧模型.考虑当量比变化对层流火焰厚度和速度的影响,在DTF模型中引入两个拟合函数,可根据流场中混合分数的变化自适应调整火焰褶皱函数中的层流火焰参数.研究结果表明,动态k方程模型很好地预测了非均匀预混气的混合分数变化;对于熄火现象比较严重的中下游区域,大涡模拟计算得到的温度、组分的统计信息及温度散点图分布规律与实验数据吻合良好;改进后的DTF模型较好地捕捉到了悉尼非均匀入流部分预混火焰的局部熄火现象,但对于流场下游CO质量分数的预测,计算值比实验结果存在一些偏离. 展开更多

关键词 局部熄火 部分预混火焰 增厚火焰模型 大涡模拟

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伴流速度和当量比对部分预混火焰闪烁频率的影响

6

作者 李永超 杨茉 李钰冰 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期372-377,共6页

在不同空气伴流速度和燃料当量比的条件下,对甲烷/空气部分预混射流火焰闪烁进行了直接数值模拟(DNS),分析了伴流速度和燃料当量比对火焰闪烁频率的影响.数值模拟结果表明:伴流能够有效地抑制火焰的闪烁行为.存在1个临界伴流速度比(Ucr)... 在不同空气伴流速度和燃料当量比的条件下,对甲烷/空气部分预混射流火焰闪烁进行了直接数值模拟(DNS),分析了伴流速度和燃料当量比对火焰闪烁频率的影响.数值模拟结果表明:伴流能够有效地抑制火焰的闪烁行为.存在1个临界伴流速度比(Ucr),当伴流速度比小于Ucr时,随着伴流速度比的增加,火焰锋面周围的涡旋尺度变小,火焰闪烁频率增加;当伴流速度比大于Ucr时,火焰的闪烁行为完全消失.燃料当量比增加,火焰锋面周围的涡旋尺度变大,火焰闪烁频率减小. 展开更多

关键词 部分预混射流火焰 闪烁 当量比 空气伴流 直接数值模拟

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非均匀入流部分预混射流火焰的大涡模拟 被引量：2

7

作者 李伟超 王平 +3 位作者 侯天增 余倩 陈明敏 曾海翔 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期66-72,共7页

针对部分预混火焰的大涡模拟(LES)问题,通过采用基于反应-扩散流形(REDIM)方法和假定滤波概率密度函数(PFDF)构造的REDIM-PFDF亚网格燃烧模型,对悉尼大学及Sandia实验室联合测量的非均匀射流部分预混火焰(FJ200-5GP-Lr75-57)进行了大涡... 针对部分预混火焰的大涡模拟(LES)问题,通过采用基于反应-扩散流形(REDIM)方法和假定滤波概率密度函数(PFDF)构造的REDIM-PFDF亚网格燃烧模型,对悉尼大学及Sandia实验室联合测量的非均匀射流部分预混火焰(FJ200-5GP-Lr75-57)进行了大涡模拟研究.随后对该状态的火焰及流场结构进行了分析,并将计算结果与实验数据进行对比,研究表明,在所研究的部分预混火焰工况下,大涡模拟预测得到的温度、CO2、CO等组分与实验值吻合良好.这也进一步验证了REDIM-PFDF模型在计算部分预混燃烧方面的能力. 展开更多

关键词 湍流部分预混火焰 大涡模拟 反应-扩散流形 假定滤波概率密度函数

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协流部分预混燃烧器设计及激光诊断测量 被引量：6

8

作者 张鹏 刘海峰 +2 位作者 陈贝凌 唐青龙 尧命发 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期157-164,共8页

针对液体燃料层流燃烧的实验测量需要,设计一个边界条件可控的、稳定的液体燃料层流部分预混燃烧器.选取正庚烷与甲苯混合后的液体燃料作为验证火焰的实验燃料.火焰直接成像、双色法测温、激光诊断测量结果均与类似的部分预混火焰测量... 针对液体燃料层流燃烧的实验测量需要,设计一个边界条件可控的、稳定的液体燃料层流部分预混燃烧器.选取正庚烷与甲苯混合后的液体燃料作为验证火焰的实验燃料.火焰直接成像、双色法测温、激光诊断测量结果均与类似的部分预混火焰测量结果相近,表明了所设计燃烧器火焰的可靠性.激光诊断的研究结果清晰地表明了火焰在不同高度下碳烟及其前驱物多环芳香烃(PAHs)的生成氧化历程,为验证和发展液体燃料浓预混条件下的碳烟生成氧化机理提供数据支撑. 展开更多

关键词 液体燃烧器 部分预混层流火焰 激光诱导荧光 温度 激光诱导炽光

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基于红外和纹影技术研究声作用下火焰锋面运动及热量演化 被引量：2

9

作者 邓凯 李华 +1 位作者 杨臧健 钟英杰 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期26-31,共6页

以Rijke型驻波声场为声环境,以本生型层流部分预混火焰为实验对象,研究了火焰在声场作用下的锋面运动及热量演化行为。通过火焰红外图像表征燃烧反应产生的高温产物,借助火焰纹影图像描述径向温度梯度分布,并以红外-纹影信息一体化的图... 以Rijke型驻波声场为声环境,以本生型层流部分预混火焰为实验对象,研究了火焰在声场作用下的锋面运动及热量演化行为。通过火焰红外图像表征燃烧反应产生的高温产物,借助火焰纹影图像描述径向温度梯度分布,并以红外-纹影信息一体化的图像说明了高温产物与径向温度梯度的关系。结果表明,声场作用下的部分预混火焰,其高温产物附着在锋面上,表现为层分布的对称型尖头结构,下游区域较上游区域幅面更宽;轴向热量演化过程以尖头状分布方式在声周期内经历2次升降过程,向火焰下游方向输运,径向热量传递过程所形成的温度梯度轮廓表现为"手指状",由高温产物的尖头结构及运动决定。 展开更多

关键词 火焰动力学 热量演化 部分预混火焰 驻波声场 燃烧不稳定

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化学当量比对声场作用下三区火焰动力学行为的影响 被引量：1

10

作者 钟英杰 沈忠良 +1 位作者 邓凯 王明晓 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期290-296,共7页

以当量比范围为2.5-∞的甲烷/空气部分预混火焰为研究对象,提取火焰刷特征参数,探究了不同当量比对声场作用下三区火焰动力学行为的影响.结果发现,声场作用下三区火焰长度比稳态火焰明显降低,其辐射强度下降,燃烧稳定性与稳态火焰存在... 以当量比范围为2.5-∞的甲烷/空气部分预混火焰为研究对象,提取火焰刷特征参数,探究了不同当量比对声场作用下三区火焰动力学行为的影响.结果发现,声场作用下三区火焰长度比稳态火焰明显降低,其辐射强度下降,燃烧稳定性与稳态火焰存在明显差异;化学当量比决定了声场和火焰自身不稳定性对锋面运动的控制程度,在声场作用下三区火焰上游区域主要受到声场作用的影响,而下游区域则为火焰自身动力学和声场作用共同的结果. 展开更多

关键词 部分预混火焰 三区火焰 声场与火焰作用 火焰动力学 当量比

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声场频率与振幅对火焰NO_x生成特性的影响

11

作者 沈忠良 邓凯 +1 位作者 王明晓 钟英杰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2198-2204,共7页

针对频率为0~180Hz和压力振幅为(0~1 000)Pa的声场作用对甲烷/空气部分预混火焰NOx生成特性的影响,通过高速摄像、火焰直拍、热电偶测温等技术,分析火焰EINOx、火焰长度与声场振幅、频率之间的关系.结果显示,在频率为0~180Hz和压力振幅... 针对频率为0~180Hz和压力振幅为(0~1 000)Pa的声场作用对甲烷/空气部分预混火焰NOx生成特性的影响,通过高速摄像、火焰直拍、热电偶测温等技术,分析火焰EINOx、火焰长度与声场振幅、频率之间的关系.结果显示,在频率为0~180Hz和压力振幅为(1~1 000)Pa内,当频率f一定时,随压力振幅的增加,火焰与周围气体的掺混进一步增强,火焰长度减小,高温区域停留时间减小,致使EINOx生成降低,且EINOx与振幅之间存在线性关系,斜率为-0.009^-0.003.在振幅一定时,随频率的增加,声对火焰的影响逐渐减弱,火焰长度逐渐增加,火焰区域的平均温度降低,导致EINOx增加,且EINOx与频率之间存在线性关系,斜率为0.01~0.03. 展开更多

关键词 声场 部分预混火焰 NOx生成因子 频率 振幅

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激光诱导炽光法定量测量碳烟 被引量：8

12

作者 岳宗宇 张鹏 +3 位作者 陈贝凌 刘海峰 郑尊清 尧命发 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期434-443,共10页

利用激光诱导炽光法和高温双色法相结合,得出碳烟体积分数的量化结果;利用碳烟炽光信号衰减速率和炽光物理模型分析得出碳烟粒径的量化结果.分析讨论了LII模型对于不同压力范围内模型的适用性.搭建了LII测试系统,在一台协流部分预混燃... 利用激光诱导炽光法和高温双色法相结合,得出碳烟体积分数的量化结果;利用碳烟炽光信号衰减速率和炽光物理模型分析得出碳烟粒径的量化结果.分析讨论了LII模型对于不同压力范围内模型的适用性.搭建了LII测试系统,在一台协流部分预混燃烧器上开展了实验,燃料以正庚烷和甲苯作为基础,分别添加乙醇和正丁醇.实验结果显示,含氧燃料的添加有效降低了火焰中碳烟的生成量,同时验证了LII测试系统及定量测试方法的实用性. 展开更多

关键词 碳烟 激光诱导炽光法 协流部分预混火焰 含氧生物燃料

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当量比分配对双级喷注超燃燃烧室性能影响的数值研究 被引量：2

13

作者 张岩 朱韶华 +2 位作者 田亮 陈兵 徐旭 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期740-750,共11页

为了研究当量比分配对超燃燃烧室性能的影响,对煤油在基于双级支板喷注的双模态冲压发动机中的超声速燃烧过程进行了数值模拟研究。超燃燃烧室进口污染空气由烧氢补氧加热器提供,总温为1231K,入口马赫数为2.0。液态煤油通过两级十字型... 为了研究当量比分配对超燃燃烧室性能的影响,对煤油在基于双级支板喷注的双模态冲压发动机中的超声速燃烧过程进行了数值模拟研究。超燃燃烧室进口污染空气由烧氢补氧加热器提供,总温为1231K,入口马赫数为2.0。液态煤油通过两级十字型布置的支板直喷入燃烧室,全局当量比恒定为0.8,采用了三种不同的上下游燃料分配方案。数值模拟采用k-ωSST模型来模拟湍流;离散相模型来模拟煤油液雾的破碎、雾化、蒸发以及与连续场之间的耦合过程;部分预混火焰面模型来考察湍流与化学反应之间的相互作用;煤油采用正癸烷(C_(10)H_(22))作为替代燃料,其半详细的化学反应动力学模型包括40组分141步基元反应。预测的三种工况条件下壁面静压分布均与试验值符合良好,表明本文采用的数值方法可以较为准确地描述大分子碳氢燃料的超声速燃烧过程。通过对燃烧流场的进一步分析,可以做出以下结论:燃烧室内存在着两个反应区,上游反应区前锋驻留在上级支板尾缘,下游反应区前锋驻留在下级支板尾缘。随着上游当量比从0.1提高到0.3,上游反应区逐渐从位于流道竖向中央的对称结构转变为向下底壁与侧壁交接的角区倾斜的非对称结构,下游反应区则逐渐缩小;预燃激波串起始位置向燃烧室进口移动,进入上游反应区的气流逐渐从超声速气流转换为亚声速气流,而进入下游反应区的气流逐渐从亚声速气流转换为超声速气流;燃烧室出口总压恢复系数从37.6%单调增加到41.1%,燃烧室内推力却从366.4N单调降低到331.8N;然而,燃烧室出口燃烧效率与上游当量比之间不存在单调相关性。 展开更多

关键词 当量比分配 双十字支板 部分预混火焰面模型 正癸烷

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甲烷及掺氢燃气吹熄极限的大涡模拟研究 被引量：2

14

作者 周希瑞 王平 +4 位作者 曾海翔 张洋 PRASHANT Shrotriya ANTONIO Ferrante 祁浩天 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期635-647,共13页

利用大涡模拟法计算研究甲烷和掺氢燃气在悉尼非均匀入流射流燃烧器上的吹熄极限.利用GRI 3.0详细反应机理和28步、19步简化反应机理对比计算不同掺氢燃气状态下的层流预混火焰,证明了19步简化反应机理具有良好性能.利用动态增厚火焰燃... 利用大涡模拟法计算研究甲烷和掺氢燃气在悉尼非均匀入流射流燃烧器上的吹熄极限.利用GRI 3.0详细反应机理和28步、19步简化反应机理对比计算不同掺氢燃气状态下的层流预混火焰,证明了19步简化反应机理具有良好性能.利用动态增厚火焰燃烧模型结合19步反应机理,计算研究以掺氢燃气(体积比V(H_(2))∶V(CH_(4))∶V(CO)∶V(CO_(2))=0.2∶0.2∶0.27∶0.33)为燃料的悉尼部分预混中心射流火焰.计算得到在FA和FJ布局下,掺氢燃气的火焰吹熄极限速度分别为90 m/s和109 m/s,甲烷的火焰吹熄极限速度分别为74 m/s和128 m/s,分析发现吹熄极限的差异与不同布局下燃气与空气混合不均匀程度相关.研究表明,优化燃气与空气的进气布局和掺混过程可以提升燃烧稳定性. 展开更多

关键词 部分预混火焰 吹熄极限 掺氢燃气 增厚火焰模型 大涡模拟

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