IMECH-IR  > 国家微重力实验室
湍流预混火焰熄灭特性的实验研究
Alternative TitleAn Experimental Study on the Extinction of Turbulent Premixed Flames
王绥德
Thesis Advisor王双峰
2014
Degree Grantor中国科学院研究生院
Place of Conferral北京
Subtype硕士
Degree Discipline一般力学与力学基础
Abstract由于在实际应用和燃烧基础理论方面的重要性,对湍流预混火焰熄灭问题的研究不断发展。然而,由于实验数据有限,且数据缺少一致性,人们对湍流火焰熄灭机理的理解还远不完善。 本文利用自行研制的对冲火焰实验系统,对贫燃料湍流预混火焰的熄灭特性进行研究,同时将实验结果与前人实验数据和有关理论模型进行对比,探讨湍流预混火焰的熄灭机理。 1、研究平均拉伸和湍流拉伸对湍流预混火焰熄灭的作用。主要是采用不同的喷口间距、平均射流速度、燃料/空气化学当量比和不同的湍流强度,进行了贫甲烷/空气和贫丙烷/空气湍流火焰的熄灭实验,获得不同熄灭当量比对应的流场平均拉伸率和湍流拉伸率。结果表明,随着平均拉伸率或湍流拉伸率的增大,火焰的熄灭当量比随之增大;将总拉伸率与层流火焰的熄灭拉伸率进行对比,发现层流火焰熄灭边界位于湍流火焰熄灭边界的上方,而且随着熄灭当量比的增大,湍流火焰熄灭边界与层流火焰熄灭边界之间的距离增加。 2、研究Lewis数对湍流预混火焰熄灭的影响。对比了甲烷/空气火焰与丙烷/空气火焰的熄灭拉伸率,以及两种火焰熄灭时的拉伸参数。结果表明Lewis数对火焰熄灭的拉伸参数有明显影响:对于Le<1的贫甲烷/空气火焰,其Karlovitz参数随熄灭当量比的增大而增大,这与前人结果的趋势相同,但在数值上有差异,其原因可能是流场中存在平均拉伸的作用;对于Le>1的贫丙烷/空气湍流预混火焰,Karlovitz数基本不随当量比变化,约为0.3。 3、研究辐射热损失对湍流预混火焰熄灭的作用。主要是在甲烷/空气中加入二氧化碳或氮气以改变预混火焰的基本特性和辐射特性,并分析其对火焰熄灭极限的影响。实验结果表明,加入二氧化碳或氮气后湍流火焰熄灭时的总拉伸率降低,当辐射和拉伸作用导致火焰的热损失足够大时,湍流火焰发生熄灭。进一步利用前人提出的理论模型对实验数据进行处理,定性地检验了湍流预混火焰熄灭的辐射热损失机理。
Call Number31113
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48992
Collection国家微重力实验室
Recommended Citation
GB/T 7714
王绥德. 湍流预混火焰熄灭特性的实验研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.
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