张猛
,
俞森彬
,
金武
,
王金华
,
黄佐华
工程热物理学报
利用平面激光诱导荧光(OH-PLIF)技术测量了CH4/air预混湍流火焰前锋面结构,通过图片处理得到了测量平面上的二维火焰面密度.基于不同的假设建立了三种不同模型,利用二维探测得到的火焰面信息来估计三维火焰面密度在测量面上的值,通过积分三维火焰面密度估计值得到燃烧系统的燃料消耗率.结果表明,预混湍流火焰前锋面为凹凸的褶皱结构,平面测量的二维火焰面密度明显低估了真实的火焰面密度,利用模型估计得到的3D火焰面密度对2D值有明显的改善.燃烧系统的燃料消耗率可以用来评估模型的可靠性,结果表明模型的误差都在40％以内.
关键词:
OH-PLIF
,
湍流火焰前锋面
,
3D火焰面密度
,
燃料消耗率
金武
,
王金华
,
俞森彬
,
谢永亮
,
黄佐华
工程热物理学报
本文采用OH-PLIF探测系统对在McKenna平面火焰炉上产生CH4/H2/CO2/O2细胞状火焰进行了定量测量和分析.研究发现,平面火焰在稀燃极限附近会出现胞状结构,细胞数量随当量比/掺氢比的增加而增加,主要是由火焰自身不稳定性导致.同时我们通过OH-PLIF图片定量提取并定义了相关参数以表征平面火焰的不稳定程度,并发现随着火焰悬浮距离的减少火焰趋向于稳定,火焰对炉面的热损失有抑制不稳性发生的作用.通过线性理论分析,我们发现RS模型能够很好预测火焰稳定性随当量比变化趋势,但无法预测随掺氢比的变化趋势.在掺氢状态下,火焰面离炉面更近,炉面对火焰不稳定性的抑制作用不可忽视,故理论模型对掺氢影响的预测失效.
关键词:
OH-PLIF
,
McKenna平面火焰炉
,
细胞状火焰
,
不稳定性
翁武斌
,
王智化
,
何勇
,
周雅君
,
周志军
,
周俊虎
,
岑可法
工程热物理学报
利用OH-PLIF技术,研究了甲烷空气预混射流火焰,在不同出口雷诺数下,不同氮气稀释比例下火焰OH自由基的二维分布以及火焰的前锋面结构特性,以此实现对柔和燃烧的基础特性研究.实验结果显示,在获得大量氮气稀释后,预混火焰的OH浓度峰值减少了30％以上,并且整个燃烧反应明显延迟,但火焰面面密度没有发生明显变化.同时发现,改变出口雷诺数对火焰OH浓度影响较小,但是增加出口雷诺数可以扩大燃烧反应区.
关键词:
OH-PLIF
,
湍流火焰
,
火焰锋面结构
,
稀释燃烧
王金华
,
俞森彬
,
卫之龙
,
金武
,
谢永亮
,
黄佐华
工程热物理学报
利用OH-PLIF火焰结构激光诊断技术获得了不同当量比下CO:H2为1:4的合成气预混层流本生灯火焰OH基分布.结合STAR-CD模拟结果,分析了拉伸率和优先扩散随当量比的变化规律,以及变当量比条件下拉伸率和优先扩散的相互作用机理.结果表明,本生灯火焰顶端是强烈负拉伸,由火焰弯曲引起的强负拉伸和流动引起的微弱正拉伸共同作用.在稀燃条件下,随当量比的减小,顶端负拉伸作用增强,加剧局部优先扩散作用,引起未燃混合气中的燃料比例下降,削弱顶端局部燃烧强度,导致顶端开口现象.
关键词:
顶端开口
,
拉伸率
,
OH-PLIF
,
优先扩散
,
合成气
王岳
,
雷宇
,
工程热物理学报
本文利用数值模拟研究了浮力对湍流预混V形火焰平均速度场的影响,发现浮力效应主要体现在远场区域,而在火焰刷附近非常有限;利用落塔和OH-PLIF方法在正常重力和微重力下观测了火焰皱褶,发现浮力压制火焰皱褶的程度与湍流强度密切相关.分析表明斜压机理是浮力影响火焰皱褶的重要原因.
关键词:
浮力
,
预混火焰
,
数值模拟
,
OH-PLIF
,
皱褶
冯耀勋
,
杨浩林
,
蒋利桥
,
汪小憨
,
赵黛青
,
山下博史
工程热物理学报
利用OH-PLIF测试技术在狭缝燃烧器上考察了不同壁面条件对平行平板间甲烷/空气预混火焰壁面附近处OH浓度分布的影响.实验结果表明,随着壁面间距的减小,狭缝火焰出现不稳定传播现象,不同壁面温度下不稳定传播现象不同.壁面附近OH浓度越高,熄火间距越小.壁面附近的OH浓度是决定熄火间距的关键因素,而火焰的OH浓度峰值只表示中心火焰的强弱.光滑表面附近可以维持较高的OH浓度,熄火间距比粗糙表面小.
关键词:
熄火间距
,
化学熄火
,
OH-PLIF
,
壁面附近火焰
,
自由基
穆克进
,
张彦
,
惠鑫
,
王岳
,
肖云汉
工程热物理学报
运用OH-PLIF方法探测了不同燃料系数和出口湍流度下甲烷/空气的锥形预混火焰的火焰前锋结构.实验结果表明,网格湍流是火焰根部产生皱折和不稳定性的重要因素,并且这种不稳定性会沿着火焰面向下游发展;而在火焰下游尤其是火焰顶部,流场中的低频拟序结构是形成大尺度皱折以及破碎火焰面的直接原因.相比于富燃料工况,贫预混火焰的火焰前锋更容易产生不稳定性,产生大尺度的皱折.导致这种皱折的不稳定性只与燃料系数有关,完全依赖于火焰自身的动力学而与来流特征无关.
关键词:
OH-PLIF
,
预混火焰
,
前锋
