液体乙醇小尺度扩散火焰的稳燃极限

研究了燃烧器喷管的材料及尺寸、针形电场和水平磁场等因素对乙醇小尺度扩散火焰稳燃极限的影响.结果表明:不同内径的陶瓷喷管,当内径从0.4,mm增大到1.0,mm,其燃烧下限由0.6,mL/h减小到0.5,mL/h,燃烧上限由1.05,mL/h增大到1.6,mL/h,内径相同的燃烧器喷管,不锈钢管燃烧上限为1.85,mL/h,石英玻璃管的为1.65,mL/h,即采用内径较大,材料导热系数较大的燃烧器喷管,火焰的稳燃范围较宽;45°针形电场作用下,当电极距为4,cm,电压大于5,kV时,针形电场产生的离子风能吹熄低流量时的火焰,此时火焰的燃烧下限急剧增大,直到增大到与火焰燃烧上限相同时,火焰没有稳燃区间;水平磁场作用下,当磁场强度从0 mT增大到52.5,mT,磁场中乙醇的扩散系数随之增大,进而增大了乙醇的燃烧速度,火焰的燃烧上限也随之增大.

乙醇小尺度射流扩散火焰燃烧温度及稳燃特性

对自由射流和受限射流乙醇小尺度扩散火焰的燃烧温度及稳燃特性进行了实验研究。结果表明:火焰在静止空气中燃烧会经历淬熄前火焰、稳燃火焰、振荡前火焰、振荡火焰4个不同的状态。受限空间和自由空间下,火焰峰值温度随雷诺数增大均会经历增大,稳定和减小3个阶段,自由空间下,其温度最高可达1300K。尾部烟气温度随雷诺数先增大后保持稳定,其温度最高可达480K。只有当内径小到一定程度,玻璃管壁温才会随雷诺数有较大增加,其温度最高可达370K。随着受限空间内径的减小,火焰的燃烧上限明显降低,且均比自由空间时的低,而燃烧下限几乎均与自由空间时相同。在本实验范围内,热熄火是淬熄的主要因素,而燃料的不完全燃烧则是火焰由稳定燃烧转变为振荡燃烧的主要因素。

小尺度燃烧器壁面热性能对火焰稳定性的影响

从调整小型燃烧器壁面热性能的角度出发,对改善其稳燃性能进行了研究,共进行了两个实验.第1个实验采用多孔介质燃烧技术,比较研究了不同导热率的壁面材料(硅与石英)对燃烧器稳燃性的影响.结果发现,尽管两种材料燃烧器有着相同的低速极限,但是高导热率的硅燃烧器比石英燃烧器有着更大的高速极限,使火焰能够稳定在多孔介质材料上而不被吹出.第2个实验探索了各向异性材料热解石墨燃烧器的性能,作为对比,对各向同性的不锈钢316常规材料燃烧器也进行了研究.由于壁面被增强的流向导热及被减弱的法向热损失,热解石墨与各向同性的不锈钢相比,稳燃极限扩大,有着更大的稳燃区间.

中、低热值预混气体在双层多孔介质中的贫燃特性

为了研究中、低热值预混气体在双层多孔介质中的贫燃特性,搭建双层多孔介质燃烧实验系统,得到高炉煤气、生物质气化气、垃圾填埋气在不同当量比（0.60~0.75）工况下的温度分布、稳燃极限以及污染物排放特性.结果显示,随着燃气流速的增大,火焰稳定位置向下游移动.在实验当量比范围内,高炉煤气的最大稳燃上限为24cm/s,生物质气化气的最大稳燃上限为50cm/s,垃圾填埋气的稳燃范围为14~30cm/s.结果表明：中、低热值气体的稳燃极限受其热值与成分的影响.高炉煤气的CO排放量最高为303mg/m3,垃圾填埋气在各个工况下的CO排放量均低于15mg/m3,3种预混气体在双层多孔介质中的NOx排放量均低于10-6.