葛冰
,
臧述升
,
郭培卿
,
田寅申
工程热物理学报
利用平面激光诱导荧光（PLIF）、高温细丝热电偶及红外气体分析仪对不同N2稀释量下的双旋流合成气非燃烧流场进行了实验研究。实验结果表明，随着N2稀释量的增加：双旋流合成气火焰的基本结构发生变化，火焰会出现典型的推举火焰特征；火焰锋面被拉伸，主要反应区域轴向长度和径向宽度增大，喷嘴出口附近火焰锋面由M型分布逐渐转变为W型分布，轴线上未反应区域不断扩大；火焰张角与穿透深度增大，火焰推举高度减小；燃烧排气温度略有减小，NO排放明显降低。
关键词:
双旋流燃烧
,
合成气燃烧
,
稀释燃烧
,
PLIFV测量
葛冰
,
田寅申
,
柳伟杰
,
袁用文
,
臧述升
工程热物理学报
本文针对上海交通大学25 kW燃气轮机性能试验台的合成气燃烧室开展了设计研究,完成了燃烧室样机的加工与实验测试.研究过程中,首先对合成气燃烧室开展了结构设计:采用双旋流结构的燃烧器进行合成气燃烧火焰组织;采用了燃烧室头部贫燃方式(低当量比)设计以保证燃烧室低排放特性;利用双层壁冷却方式进行火焰筒壁面冷却.在燃烧室结构设计的基础上,利用数值方法系统分析了合成气双旋流非预混燃烧室工作特性,完成了合成气非预混母型燃烧室的设计优化.根据优化方案,完成了燃烧室样机的加工、安装,并进行了实验性能测试.实验结果表明实验工况该燃烧室燃烧稳定,NOx排放小于25 mg/m3@15％O2.
关键词:
合成气燃烧
,
双旋流燃烧器
,
燃烧室设计
,
燃烧室数值模拟
李腾辉
,
葛冰
,
袁用文
,
孙培锋
,
臧述升
工程热物理学报
利用OH平面激光诱导荧光技术,测量了不同旋向(同向和反向)的双旋流燃油燃烧器扩散火焰特征,考察了不同当量比下火焰内部的OH浓度分布.实验结果表明,当量比大于0.47时,同向双旋流器的火焰向外偏转,反向双旋流器的火焰向内偏转;当量比小于0.38时,同向与反向双旋流器的火焰均向外偏转;当量比大于0.38时,不同旋向的双旋流燃烧器火焰结构差别较大,当量比小于0.38时,不同旋向的双旋流燃烧器火焰结构相似;随着当量比减小,不同旋向双旋流器的火焰起始张角没有明显变化,但是燃烧区域面积减小,且反向双旋流器燃烧区域面积减小的梯度更大.
关键词:
不同旋向双旋流器
,
燃油火焰的PLIF测量
,
可视化
,
火焰结构
牛茂升
,
臧述升
,
黄名海
工程热物理学报
叶顶间隙流动是导致涡轮动叶中产生流动损失的主要原因之一.对某动力涡轮第一级内三维流动的数值计算结果表明,流体在经过动叶叶顶间隙以后在约25%叶顶轴向弦长处(τ=3mm)在叶顶与吸力边夹角处卷起形成间隙涡,造成流动阻塞,同时在间隙内叶片顶部10%叶顶轴向弦长处(τ=3mm)开始在压力边出现叶顶分离涡,使得间隙流动损失增加.随着间隙高度增大,通过间隙的流量增加,间隙涡形成位置后移,间隙涡、叶顶分离涡尺寸变大,在流道内影响范围增大,导致流动损失变大.
关键词:
涡轮动叶
,
叶顶间隙流动
,
间隙涡
,
叶顶分离涡
葛冰
,
臧述升
,
顾欣
工程热物理学报
利用粒子图像速度场测量(PIV)技术对不同燃空速度比下的钝体回流扩散燃烧流场进行了测量,考察不同火焰的湍流结构特性.结果表明,流场中轴向脉动速度沿钝体中心轴线成对称分布,轴向脉动速度最大值出现在钝体中心轴线处,流场切向雷诺应力以饨体轴线呈中心对称,在中心轴线处切向雷诺应力值为0,随燃空速度比的增大,轴向脉动速度和切向雷诺应力不断增大,随着与钝体表面的距离增加,流场截面上最大轴向脉动速度不断减小,最大切向雷诺应力先增大,后减小.
关键词:
湍流扩散燃烧
,
湍流测量
,
PIV测量
,
钝体
葛冰
,
臧述升
,
郭培卿
工程热物理学报
利用粒子图像速度场测量技术（PIV）对不同CO／H2下的合成气旋流燃烧流场进行了实验研究。由所测合成气旋流燃烧火焰的速度场可知：合成气旋流燃烧火焰中，轴向平均速度最大值出现在喷嘴中心轴线处，轴线两侧还会有个小的峰值；随着与喷嘴表面距离的增大，最大轴向平均速度不断减小，轴侧峰值与轴线距离不断增大。对比不同CO／H2下火焰内部的速度分布可知，CO／H2是影响合成气旋流火焰流动结构的一个重要参数，随着CO／H2比的增大：旋流火焰内部的燃料涡与喷嘴表面距离先增大后缓慢降低，与喷嘴轴线距离也是先增大后减小；轴向平均速度最大峰值不断增加，轴侧峰值大小基本不变。
关键词:
旋流燃烧
,
合成气燃烧
,
PIV测量
葛冰
,
臧述升
,
郭培卿
工程热物理学报
利用粒子图像速度场测量技术(PIV)对不同工况下的旋流非预混燃烧流场进行了测量,考察不同燃空速度比下旋流火焰的流动特性.结果表明,轴向截面上径向平均速度流场以燃烧器轴线呈中心对称,轴向平均速度、轴向脉动速度和径向脉动速度沿燃烧器轴线成对称分布,且轴向平均速度和轴向脉动速度的最大值出现在轴线处.随燃空速度比的增大,轴向平均速度和脉动速度增大,随着与燃烧器表面的距离增加,流场截面上轴向平均速度和脉动速度差异不断减小.
关键词:
旋流燃烧
,
湍流非预混燃烧
,
PIV测量
郭培卿
,
臧述升
,
葛冰
工程热物理学报
对圆盘凸台钝体燃烧室的热态流场进行了大涡模拟,利用PIV实验数据,显示了大涡模拟对平均速度及均方根速度脉动量的预测与实验中的测量值基本吻合,模拟获得的钝体后回流区、钝体边缘存在的切应力层等湍流特征信息也得到了实验验证.采用两种不同亚网格模型的大涡模拟结果与实验对比表明,在流动情况特别复杂的区域,Germano动态亚网格模型对流场,尤其是湍流脉动的预测准确性要高于标准Smagorinsky亚网格模型.
关键词:
大涡模拟
,
PIV
,
湍流燃烧
顾欣
,
臧述升
,
葛冰
工程热物理学报
利用二维粒子成像速度仪(PIV)对钝体燃烧器中的甲烷/湿空气扩散燃烧的速度场进行测量,考察其火焰的结构特性及其内部流动状况.通过对湿空气燃烧流场与普通燃烧流场的对比分析表明,湿空气燃烧情况下,两种燃烧状态的火焰(回流燃烧火焰和中心射流主导火焰)相互转换的燃空速度比(γ)值要比普通燃烧的小;湿空气燃烧使得喷嘴后的同流空气的速度降低,空气的回流作用减弱,燃料更容易冲出回流区,火焰的稳定性能变差.
关键词:
扩散燃烧
,
湿空气燃烧
,
火焰结构
,
燃烧激光诊断
