固体材料对微型钝体燃烧器吹熄极限的影响

通过数值模拟研究了固体材料(石英、不锈钢和SiC)对微型钝体燃烧器内氢气/空气预混火焰的吹熄极限的影响。结果表明:计量比为0.5时,3个燃烧器对应的吹熄极限分别为36、25和21 m·s?1。理论分析揭示了微型钝体燃烧器中火焰稳定性与流动和传热之间的相互作用非常密切。当热导率较小时,通过壁面向上游传导的热量较少,壁面对未燃预混气的预热效果较差,燃烧后的气体膨胀相对较弱,从而钝体后的低速区面积较大,稳燃效果较好。对于不锈钢和SiC燃烧器,由于SiC的发射率更大,通过壁面的散热损失较大,从而使得其吹熄极限较小。为获得良好稳燃性能的微型钝体燃烧器选择合适的材料提供了指导。

微小型凹腔燃烧器内甲烷/空气预混火焰特性

对有凹腔的微细通道内甲烷/空气的预混燃烧进行了实验研究,并与无凹腔的情况进行了比较。结果表明,无凹腔时,只出现了稳定或振荡的倾斜火焰;有凹腔时,在很宽的速度范围内火焰均能被有效地稳定,当进气速度接近吹出极限时,火焰锋面发生弯曲和脉动。当量比为0.8、0.9和1.0时有凹腔的微细通道的吹出极限分别为0.8、1.35和1.75 m·s-1,是对应进气条件下燃烧速度的几倍,这表明凹腔具有很强的稳燃能力。数值模拟结果表明,凹腔的斜壁与下游的水平壁面之间的转折点存在很大的速度梯度和剪应力,导致了火焰在高速下被拉断而吹出。总之,有凹腔的微细通道内火焰的稳定性主要由反应区和流场之间的相互作用决定。

开缝V形火焰稳定器的冷态实验研究

提出了一种新型加力燃烧室稳定器———中心开缝的V形钝体 .在开式风洞中 ,对两种不同形状的新型V形稳定器在不同缝宽下的阻力特性和尾迹结构进行了实验研究 .对比分析表明 :流线型稳定器的阻力特性优于非流线型稳定器 。

流体绕流带肋片圆柱体的流动换热性能实验与分析

流体流过带肋片圆柱体的流动与换热过程是绕流圆柱体的流动换热与流过平板的流动换热的组合。但这种组合是相互影响的 ,以致构成一种特殊的流动换热方式。本文对有肋片的圆柱体本身的流动换热过程和有圆柱体的肋片自身的流动换热性能进行实验研究 ,并将结果与对应的无肋片圆柱体和无圆柱的肋片的流动与换热性能进行比较 ,并对几种带肋片圆柱体的流动换热的综合性能进行火用损失率分析以评价其综合性能的优劣。

带有非对称结构钝体燃烧器出口流场的冷态对比实验

在矩形风洞中放置钝体以模拟燃烧器的冷态出口流场,用靠背毕托管对非对称结构钝体后的回流流场进行了实验测定,同时也测定了带有对称结构钝体后的回流流场作为比较对象。实验得到了各个流场在主流方向上的速度分布,同时由流函数的定义求出了流场的流函数值的分布。对照分析得出:在非对称结构钝体后有较长的回流区长度和不对称的旋涡对结构,同时偏心放置时旋涡对的不对称性更为明显。

水平偏置椭圆管自然对流放热的激光干涉测量

利用实时激光全息干涉法研究了水平偏置椭圆管的自然对流换热．同时分析了不同曲线拟合方法对数据整理的影响，提出了分段曲线拟合．得出了特定椭圆管局部换热系数的变化曲线，并与有关的理论解进行了比较和分析．

单排不均匀排管流动换热特性的实验研究

对空气横掠不均匀排列的单排管的流动与换热特性进行了实验研究．实验在小型风洞中进行．流动阻力采用总体静压降法获得而换热系数采用单管热平衡法得到．改变管排的管间距获得在不同间距下的流动与换热的准则关系式．分析结果表明，在不同间距下流动阻力和换热能力变化较大，随着管间距不均匀性的增加，会出现换热系数最大值和流动阻力系数最小值，但这种现象随着雷诺数的加大而逐渐消失．

阻塞比对微型钝体燃烧器吹熄极限的影响

开发了一种微型钝体燃烧器,实验和模拟均表明钝体能使吹熄极限扩大5倍以上.采用氢气/空气的详细反应机理,通过数值模拟研究了钝体的尺寸大小,即阻塞比(ζ)对火焰吹熄极限的影响.结果表明:当ζ分别为0.3,0.4和0.5时,吹熄极限分别为20,32和36m/s,即吹熄极限随着阻塞比的增大而增大;当ζ=0.3时,钝体后的回流区太小导致火焰在较小的进气速度下即被整体吹出燃烧室,而对于ζ=0.4和0.5的情况,火焰由于在高速下受到剪切层的强烈拉伸作用而导致熄灭,实验观察也证实了这一现象;由于反应区集中于燃烧室中央,高温气体对壁面的作用减弱,使得不同阻塞比的钝体燃烧器之间的散热损失差别不大.