喷射速率及障碍物对多侧受限火焰特征影响试验研究

为研究多侧边界限制下的水平喷射火焰形态,通过燃气喷射燃烧试验,设定喷射速率为1.04~6.25 m/s,喷射孔与障碍物的间距为0.05、0.10、0.15、0.20 m,研究不同工况下的火焰扩散行为,并基于图像处理技术得到火焰高度,分析喷射速率和孔-板间距对受限水平喷射火特征的影响。结果表明:随喷射速率增加、孔-板间距增加,火焰高度减小;喷射速率较小且孔-板间距较大时,火焰扩散主要受浮力控制,火焰未填充整个受限空间横向区域。喷射速率较大且孔-板间距较小时,火焰撞击壁面沿撞击点上下扩散,火焰延伸高度较大。采用耦合喷射速率、孔-板间距与火源功率的无量纲参数建立无量纲火焰高度预测表达式,使其适用于三侧受限水平喷射火高度计算。

受限湍流射流扩散火焰的PDF模拟

采用k ε双方程模型和概率密度函数(PDF)相结合的办法,研究受限条件下的湍流射流扩散火焰,着重考虑受限条件下固体壁面、压力梯度等因素对速度场和标量场求解的影响,并在此基础上对两个不同尺寸的受限湍流燃烧场进行计算,分别研究了受限湍流射流扩散火焰的流场结构、火焰结构和火焰形状.最后给出结果,定性分析,并得出结论.

高比例氢气对受限空间旋流钝体火焰结构的影响

氢是非常有潜力的清洁能源载体,富氢燃料燃烧是降低碳排放的可行方式。燃料掺氢会使火焰结构发生明显改变,进而会影响燃烧过程的排放特性与稳定性。然而,氢气掺混对旋流钝体火焰结构影响机理还不甚明确,高掺氢比下火焰结构特征的研究尚且不足。本文基于预混CH_(4)/H_(2)旋流钝体火焰,对宽广掺氢比范围内(0%~80%)的火焰多场信息进行了表征。实验中采用OH-PLIF和PIV测量技术获取不同掺氢比下火焰的结构信息与流场信息。结果表明,掺氢后旋流钝体火焰结构逐渐从V型转变为M型,当掺氢比达到80%时,外剪切层火焰根部可以驻定在钝体平面上,而外回流区向外剪切层根部能量与自由基的输运是火焰在外剪切层稳定燃烧的重要原因。