燃料分层对多级旋流甲烷燃烧流场和火焰结构影响研究

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作者 张玮杰 何甲文 +5 位作者 张一鸣 李德立 胡光亚 蔡骁 王金华 黄佐华 《化工学报》 北大核心 2025年第4期1754-1764,共11页

利用粒子图像测速(PIV)、OH平面激光诱导荧光(OH-PLIF)和CH*化学发光等技术,测量了中心分级旋流燃烧流场、火焰结构和热释放分布,研究了燃料分层对甲烷分级燃烧特性影响规律。实验采用部分预混的甲烷/空气燃料,燃料分层通过调控分层比... 利用粒子图像测速(PIV)、OH平面激光诱导荧光(OH-PLIF)和CH*化学发光等技术,测量了中心分级旋流燃烧流场、火焰结构和热释放分布,研究了燃料分层对甲烷分级燃烧特性影响规律。实验采用部分预混的甲烷/空气燃料,燃料分层通过调控分层比和全局当量比实现。结果表明,低分层比下燃烧热膨胀使中心回流区(PRZ)沿径向扩张,分层比增加时PRZ可沿径向收缩。分层比增加时,值班级当量比提高、燃料消耗不足,剩余燃料输运至下游与主燃级过量空气反应,导致热释放区向下游迁移,同时在PRZ中也形成小热释放区。研究发现,低分层比下主燃级火焰依赖与值班级火焰融合维持稳定,而随分层比增加,台阶回流区(LRZ)燃烧对火焰稳定也起到关键作用。发现全局当量比与分层比作用相似,它强化燃料分层作用,使值班级混合区增大、燃烧减弱,但也可增强LRZ燃烧,使其对主燃级火焰稳定作用更显著。 展开更多

关键词 甲烷 多级燃烧 稳定性 燃料分层 粒子图像测速 火焰结构

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钢铁企业燃气互换性研究 被引量：9

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作者 张琦 蔡九菊 +1 位作者 吴复忠 宋军 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期865-867,876,共4页

以钢铁企业普遍应用的加热炉为研究对象,从热平衡方程入手分析燃气在不同燃烧条件下的燃料利用系数.通过燃气互换性计算,从火焰稳定性、热负荷强度和合理置换等方面研究了适合于工业类加热炉及锅炉动力类设备的燃气互换性问题,具体研究... 以钢铁企业普遍应用的加热炉为研究对象,从热平衡方程入手分析燃气在不同燃烧条件下的燃料利用系数.通过燃气互换性计算,从火焰稳定性、热负荷强度和合理置换等方面研究了适合于工业类加热炉及锅炉动力类设备的燃气互换性问题,具体研究了不同热值高、焦混合煤气置换纯焦炉煤气的可行性,得出在满足生产工艺要求下不同燃气的置换.研究表明:当空气消耗系数n=1.05,燃气混合体积比α≥0.3时,混合煤气的热值大于7 860 kJ/m3,用来置换焦炉煤气,可满足生产工艺要求,节约煤气资源,减少环境污染. 展开更多

关键词 钢铁企业 燃气互换性 燃料利用系数 燃烧 火焰稳定性 节能

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平板狭缝间C_1～C_4烷烃/空气预混射流火焰的燃烧特性 被引量：3

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作者 曹海亮 年志远 +3 位作者 杨浩林 苏航 汪小憨 赵黛青 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期4609-4614,共6页

对平行平板狭缝间C_1～C_4烷烃预混射流火焰进行了实验研究,考察了壁面温度、狭缝间距、当量比、燃料种类等对火焰形态和稳定性的影响,并利用高速相机获得了狭缝间的火焰图像。结果表明,随着狭缝间距的减小,火焰经历了稳定、脉动和熄火... 对平行平板狭缝间C_1～C_4烷烃预混射流火焰进行了实验研究,考察了壁面温度、狭缝间距、当量比、燃料种类等对火焰形态和稳定性的影响,并利用高速相机获得了狭缝间的火焰图像。结果表明,随着狭缝间距的减小,火焰经历了稳定、脉动和熄火3个阶段。其中,火焰脉动发生在大于熄火间距的狭小范围内,其脉动频率随着壁面温度的升高而增加。对同一种燃料,当预混气当量比和壁面温度保持恒定时,火焰的脉动频率在脉动发生的区域内保持不变。对比C_1～C_4烷烃预混火焰的脉动频率及脉动火焰持续距离范围,发现甲烷预混火焰的均最小,而其他3种燃料则比较接近。 展开更多

关键词 微尺度 烷烃 燃料 燃烧特性 火焰稳定性 脉动火焰

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燃气互换性与火焰稳定性研究 被引量：5

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作者 马晓茜 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 1996年第1期46-53,共8页

随着燃气品种增多，品质变化，燃气互换性和火焰稳定性成为燃气燃烧理论与技术中极有意义的课题。本文从火焰稳定、热负荷、排烟量３个方面来研究适合于锅炉动力及工业加热类的燃气互换性；推荐了ＢＦＧ＋ＣＯＧ置换ＣＯＧ的互换准则。... 随着燃气品种增多，品质变化，燃气互换性和火焰稳定性成为燃气燃烧理论与技术中极有意义的课题。本文从火焰稳定、热负荷、排烟量３个方面来研究适合于锅炉动力及工业加热类的燃气互换性；推荐了ＢＦＧ＋ＣＯＧ置换ＣＯＧ的互换准则。定量地计算了可燃物浓度、环境温度与反应速率、反应时间的关系；讨论了稳定强化燃烧的途径。最后，用集总参数法详细分析了钝体的稳焰机理。 展开更多

关键词 燃气燃烧 互换性 火焰稳定性 强化燃烧

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天然气燃烧特性及其与其它燃气的互换性分析 被引量：8

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作者 马晓茜 《冶金能源》 北大核心 2001年第3期33-37,共5页

介绍了天然气的供应、价格 ;分析了天然气的燃料特性和燃烧特性 ;用AGA法 ,对天然气和一种城市煤气进行了燃气互换性计算 ,结果表明二者不能互换 ;最后 。

关键词 天然气 燃烧特性 燃气互换性

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氧煤燃烧技术研究发展现状 被引量：2

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作者 田牧 安恩科 《锅炉技术》 北大核心 2010年第4期77-80,共4页

对氧煤燃烧技术研究的国内外发展现状进行了综述,介绍了国内外典型实验室的研究设备,归纳了主要研究方向的成果,如:氧煤着火和火焰稳定性、氧煤燃烧火焰传热传质特性、氧煤燃烧特性、氧煤燃烧污染物排放特性,并展望了氧煤燃烧技术的发... 对氧煤燃烧技术研究的国内外发展现状进行了综述,介绍了国内外典型实验室的研究设备,归纳了主要研究方向的成果,如:氧煤着火和火焰稳定性、氧煤燃烧火焰传热传质特性、氧煤燃烧特性、氧煤燃烧污染物排放特性,并展望了氧煤燃烧技术的发展趋势。 展开更多

关键词 氧煤燃烧 着火 火焰稳定性 传热传质 NOX排放

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利用反向射流稳焰控制燃油裂解的理论与试验研究

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作者 罗贤成 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 2000年第4期95-98,共4页

在试验与理论分析基础上 ,为解决燃烧过程中燃油热分解形成黑烟、污染大气 ,提出了一种行之有效的防止方法。为保护环境、节约能源、解决高碳氢化合物燃料 ,尤其是重油、柴油等燃料油的清洁燃烧提供了有价值的参考。

关键词 扩散燃烧 燃油裂解 乳化燃烧 反向射流稳焰

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时频联合分析评判火焰燃烧稳定性的实验研究 被引量：4

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作者 李捷 刘石 +4 位作者 白翔 陈伟 董雪 王能 徐伟 《华北电力大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2010年第4期39-44,共6页

通过改变燃气量和一级空气量完成一系列燃烧工况。采用低成本的火焰检测装置采集得到各个工况火焰辐射的脉动信息,利用快速傅里叶变换算法将获得的时域信号衍生出频域上的功率谱信号。从时域信号的周期性能和频域信号中主峰频率的波动... 通过改变燃气量和一级空气量完成一系列燃烧工况。采用低成本的火焰检测装置采集得到各个工况火焰辐射的脉动信息,利用快速傅里叶变换算法将获得的时域信号衍生出频域上的功率谱信号。从时域信号的周期性能和频域信号中主峰频率的波动情况提取出反应火焰脉动性能的参数:火焰强度比方差和火焰闪烁频率,通过联合分析得到其随时间和燃烧状态变化的规律,实现对燃烧稳定性能的评判。 展开更多

关键词 燃烧稳定性 时频信号 闪烁频率 风燃比 快速傅里叶变换

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超声速状态下正癸烷和RP3的稳焰特性研究 被引量：2

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作者 吴显 林宇震 +1 位作者 刘伟 王建臣 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期780-788,共9页

通过直连蓄热式试验台,研究了正癸烷和RP3航空煤油两种碳氢燃料在超燃燃烧室中的稳焰特性。燃烧室采用双凹腔构型作为稳焰结构,进口总温1000~1150K,进口马赫数2.03,分别采用纯液态喷嘴和气泡雾化喷嘴进行燃料喷射。研究结果表明：在所... 通过直连蓄热式试验台,研究了正癸烷和RP3航空煤油两种碳氢燃料在超燃燃烧室中的稳焰特性。燃烧室采用双凹腔构型作为稳焰结构,进口总温1000~1150K,进口马赫数2.03,分别采用纯液态喷嘴和气泡雾化喷嘴进行燃料喷射。研究结果表明：在所有试验的总温范围内,正癸烷的稳焰性能比RP3略强,另外,两种燃料在纯液态喷射条件下不易实现稳焰,使用气泡雾化喷嘴能有效提高燃料的稳焰性能。文章建立了一个简单的理论模型,以＂驻留时间≥反应延迟时间＂作为实现稳焰的判据,计算出各试验工况下的驻留时间与反应延迟时间,发现二者均在1ms量级,计算结果与试验结果吻合较好。最后,根据两种燃料的热物性参数,计算了相同工况下二者的液滴平均直径SMD和蒸发常数,发现SMD在10μm量级,正癸烷的雾化和蒸发特性均略优于RP3,因此从燃料热物性角度说明了正癸烷的超燃稳焰性能略优于RP3的原因。 展开更多

关键词 超声速燃烧 碳氢燃料 稳焰 理论模型分析

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旋流燃烧室构型对固体燃料冲压发动机自持燃烧性能影响 被引量：5

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作者 李唯暄 陈雄 +1 位作者 周长省 杜红英 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1312-1322,共11页

为研究燃烧室构型对引入旋流的固体燃料冲压发动机(SFRJ)燃烧特性的影响,通过改变药柱内径以改变相对台阶高度,利用高密度聚乙烯(HDPE)为固体燃料,对4种不同相对台阶高度的冲压发动机进行了旋流和直流连管实验,其中旋流工况的旋流数为0.... 为研究燃烧室构型对引入旋流的固体燃料冲压发动机(SFRJ)燃烧特性的影响,通过改变药柱内径以改变相对台阶高度,利用高密度聚乙烯(HDPE)为固体燃料,对4种不同相对台阶高度的冲压发动机进行了旋流和直流连管实验,其中旋流工况的旋流数为0.6。利用Fortran语言编制CFD计算程序,对其中多个旋流工况进行了数值模拟,利用相关实验验证了计算程序的可靠性。仿真以及实验结果表明,在旋流工况下,相对台阶高度对火焰稳定以及燃烧特性有显著影响,当相对台阶高度为1.5时,旋流工况下发动机无法自持燃烧;在1.75相对台阶高度工况下,药柱表面热流密度与燃速均高于其他工况,且药柱平均燃速以及药柱表面热流密度会随相对台阶高度的升高而降低,最终趋于平缓;相对台阶高度的改变对特征速度与推力的作用不大,而在无旋工况下,特征速度和推力则随相对台阶高度的增加而增加。 展开更多

关键词 固体燃料冲压发动机 相对台阶高度 旋流数 火焰稳定 自持燃烧

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气体燃料气动火焰稳定器混合特性的初步研究 被引量：2

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作者 李子万 申小明 +2 位作者 袁怡祥 VARSEGOV V L 肖波 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2771-2778,共8页

为了克服航空发动机加力燃烧室传统钝体火焰稳定器存在的流阻较大、燃烧效率较低和红外辐射偏大的缺点,设计了一种气体燃料气动火焰稳定器,通过喷射气体燃料射流形成气动屏障来产生回流区从而稳定火焰,并采用数值模拟计算和实验测试的... 为了克服航空发动机加力燃烧室传统钝体火焰稳定器存在的流阻较大、燃烧效率较低和红外辐射偏大的缺点,设计了一种气体燃料气动火焰稳定器,通过喷射气体燃料射流形成气动屏障来产生回流区从而稳定火焰,并采用数值模拟计算和实验测试的方法研究了气体燃料火焰稳定器的混合特性。数值模拟计算表明气动火焰稳定器掺混速度快,可在回流区内形成余气系数比较均匀的混合物,且回流区内余气系数分布随来流和射流的参数变化基本保持恒定不变,实验结果证实了数值模拟的结果,并表明采用气动火焰稳定器的燃烧效率较高,部分工况可达98%以上,可为加力燃烧室火焰稳定器的研究和设计提供参考和依据。 展开更多

关键词 航空发动机 气体燃料 气动火焰稳定器 余气系数 燃烧效率

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