天然气/氢气/空气自燃着火过程的动力学特性

在定压条件下,基于GRI-Mesh 3.0机理(包含53种组分和325个基元反应),采用化学反应动力学模型,研究了在不同初始温度、压力和化学当量比等条件下,氢气掺混比例对天然气/氢气混合气体的自燃着火特性的影响。在仿真分析中,主要着眼于混合气体温度的变化,各主要组分浓度的变化,着火迟延时间的变化,以及火焰传播速度的变化等。研究结果表明:不同初始条件下,随着天然气掺氢比例的增加,混合气体的着火延迟时间明显缩短,火焰传播速度大幅提高,而对火焰温度影响较小。     

煤粉燃烧火焰着火判据

研究了煤粉火焰着火判断问题 ,提出了基于图像模式识别方法的煤粉着火判别准则 .在单角煤粉炉上 ,做了不同工况的燃烧试验 .对煤粉燃烧火焰着火形状和特性进行了研究分析 ,并推导出两类问题判别函数 ,在此基础上给出了最小距离判别准则 .该判别法模型应用到煤粉火焰燃烧ON/ OFF的判断上 ,通过对试验所采集火焰图像的分析和计算 ,确定模型中的参数 ,得到判据准则 ,所得到的结果具有一定的普适性     

褐煤在流化床中的着火研究

利用热态流化床试验台及热天平，选取不同的加热速率，颗粒直径、流化速度等条件对几种典型褐煤的着火温度进行了试验研究，并得出了化学反应动力学参数，对褐煤在流化床中的着火机理进行了分析，提出了一个预测煤的着火温度的理论模型。     

低压低氧环境下油盘火的对比实验与燃烧特性

为了研究西藏高原低压低氧环境下可燃物的燃烧特性,在拉萨和合肥两地进行正庚烷油盘火燃烧对比实验.两地的实验房间尺寸相同,采用两种尺寸的油盘,实验测量了燃烧时油盘上方的温度、周围环境的热辐射通量以及失重速率等燃烧参数.实验结果表明,在相同尺寸油盘的燃烧速率、火焰宽度以及火焰体积下,拉萨的实验值比合肥小;相同燃烧速率油盘火对环境的热辐射通量,拉萨比合肥的实验值低,但是拉萨的火焰以及热烟气温度比合肥的高.     

汽油机着火早期的光谱响应及其研究

利用高时间光谱分辨率探测系统，研究了汽油机在着火早期燃烧生成物ＣＨ，Ｃ２，ＯＨ，ＣＨ２Ｏ，Ｏ２等的光谱；根据这些着火期生成物的光谱响应研究了火花塞点火放电过程的产生、变化和早期火焰的发展情况，并对点火燃烧期内有害排放物的生成量进行了分析。     

柴油引燃甲醇双燃料发动机滞燃期的研究

在一台TY1100直喷柴油机进气管上安装一套电控甲醇低压喷射装置，进行了柴油引燃甲醇双燃料发动机着火滞燃期的试验研究．结果表明：随着甲醇质量分数的增加，双燃料发动机压缩过程多变指数呈线性减小，着火滞燃期延长；与原柴油机相比，发动机燃用双燃料后，在转速为1600r／min、全负荷、甲醇质量分数为62％时，着火滞燃期最大延长约1．50；提高进气温度，着火滞燃期缩短，进气温度从20℃增加到40℃再到60℃时，对着火滞燃期的影响逐渐增强；发动机的转速升高，在所有试验工况下，以时间计的着火滞燃期缩短；引燃柴油供油定时提前，着火滞燃期延长．     

恒温热板加热条件下镁粉尘层的着火规律

研究了在恒温热板加热条件下,热板温度对4种不同粒度镁粉尘层着火规律的影响.主要研究了在临界前、临界时及临界后3种热板温度下镁粉尘层内部的温度分布.结果表明:标准GB/T 16430—1996和IEC 61241-2-1-1994规定的最高热板温度低于镁粉尘层着火的临界热板温度,镁粉尘层不会发生着火,在该加热温度下,不同粒径镁粉尘层在经过较短受热时间后,均达到了温度保持恒定的状态;镁粉粒径越大,镁粉尘层着火时的临界热板温度越高,着火延迟时间越长;热板温度高于临界值时,热板温度越高,粉尘层着火延迟时间越短.     

汽油机着火早期的光谱响应及其研究

利用高时间光谱分辨率探测系统，研究了汽油机在着火早期燃烧生成物ＣＨ，Ｃ２，ＯＨ，ＣＨ２Ｏ，Ｏ２等的光谱；根据这些着火期生成物的光谱响应研究了人花塞点火放电过程的产生、变化和早期火焰的发展情况，并对点火燃烧期内有害排放物的生成量进行了分析。     

航空煤油火焰蔓延脉动过程数值模拟研究

建立了航空煤油火焰脉动模型,并进行了数值模拟.根据航空煤油的活化能计算平均反应速率,参照火焰温度的实验测量结果,确定以最大燃烧化学反应速率0.077kg·m-3·s-1为航空煤油着火判据.通过对燃料蒸气浓度分布、速度矢量分布、反应速率分布和温度分布数值模拟结果的分析,将航空煤油火焰蔓延脉动过程划分为发展阶段和衰退阶段,并证明主火焰的着火方式主要包括扩散燃烧和预混燃烧,闪燃火焰为预混燃烧.建立了航空煤油火蔓延脉动频率预测模型.证明燃料初温低于闪点时,火焰脉动频率随T00.58正比增长;当燃料初温高于闪点时,脉动频率随T0正比增长.     

缸内直喷燃料改质控制HCCI着火时瓤和燃烧速率的研究

提出了汽油缸内直喷（GDI）多段燃油喷射策略来控制缸内混合气的温度、浓度及化学组分，实现了对HCCI着火时刻和燃烧速率的控制．研究了不同喷油策略、喷油比例和喷油时刻对HCCI着火、燃烧和排放的影响．结果表明，缸内直喷可以有效地控制HCCI着火始点和燃烧速率，降低燃烧循环波动，拓宽HCCI高低负荷下的运行范围．     

Flame spread over the surface of thermal insulation materials in different environments

Experiments were conducted in a plateau area in Lhasa and a plain area in Hefei China to investigate the flame spread characteristics on thermal insulation materials under different environmental conditions (pressure and oxygen concentration).Molded polystyrene foam (EPS) and extruded polystyrene foam (XPS) samples were placed horizontally on a small-scale flame spread experimental bench.Changes in the average length of the pool fire,flame spread speed,average flame height,and length of preheating zone were used to determine the effect of the plateau and plain environments on flame spread characteristics.These parameters were all larger in Hefei than in Lhasa,which indicates the fire hazard in Hefei will be higher than that in Lhasa if insulation materials of the same size are used.     

等离子体低压电极孔对点火起爆的影响

针对以低温等离子体点火起爆的脉冲爆震发动机,研究放电区体积不变,低压电极孔对点火触发爆震发展过程的影响. 以丙烷为燃料,空气和纯氧为氧化剂,充分考虑其详细化学反应动力学机理,将低温等离子体放电区等效为高温高压火核,利用Fluent软件,对不同低压电极孔数和直径的5种点火器结构,进行点火起爆过程数值模拟. 结果显示,低压电极孔数多、直径大,初始阶段放电区压力和温度下降快;爆震管内轴向初始火焰体积随低压电极孔面积增大而减小、火焰传播速度变慢,爆震波峰值压力增加缓慢,DDT时间大幅增加;低压电极孔面积越小,越有利于触发爆震;对多循环工作的PDE,需合理设定低压电极孔数和直径,以获得良好的点火起爆特性.      

点火能量对天然气空气预混合气层流燃烧的影响

通过改变点火线圈的充电时间,研究了充电时间与天然气空气预混合气点火能量、预混层流燃烧速度及压力和放热率等燃烧特性参数之间的关系.结果表明:点火能量随充电时间的增加而增大,当充电时间增加到6 ms时,点火能量的增加趋势减缓;点火能量能会影响火核的形成和初期火焰的发展,当火核半径发展到8mm时,火焰传播速度不受影响;压力峰值随点火能量的增加逐渐增大且峰值位置提前,当充电时间由2 ms增加到8 ms时,最大压力峰值增加了3.8％,峰值提前8.6 ms出现,火焰发展期和快速燃烧期分别缩短了5.2 ms和1.7ms.     

基于两相流动理论的点传火优化仿真

该文以火炮射击安全性为背景 ,利用两相流理论建立了火炮膛内过程的点传火优化仿真模型。以膛内压力波作为优化目标 ,对药包点火和中心点火管点火2种不同的点火方式进行了点传火条件的优化分析 ,并与实验结果进行了比较 ,两者有较好的一致性。这说明基于两相流动理论的优化仿真模型具有一定的可信度 ,它必将为火炮的装药及其点传火设计提供一种新的理论方法和工具     

关于煤水浆点火与稳定燃烧的研究

本文分析了煤水浆着火和燃烧特性,提出了水在煤水浆着火过程中的扩散屏蔽效应及打破该屏蔽的措施。根据着火热力分析,探讨了煤水浆着火和稳定燃烧的条件,并通过实验室点火试验提出了几种点火方法。     

热塑性装饰材料点燃性能研究

利用锥形量热仪研究了典型热塑性装饰材料的点燃性能,并利用数值模拟结合线性回归方法导出了适合热中型材料的点燃模型。利用此模型对实验得到的点燃时间进行了分析,得到了材料的临界热辐射通量、点燃温度与热物性参数,结果表明研究得到的材料热辐射通量与点燃温度、点燃时间和文献中给出的值比较吻合,导出的模型具有较好的适用性。     

高焓条件下燃料点火延迟调节对超燃发动机燃烧性能的影响

为了研究燃料与空气化学反应活性变化对超燃冲压发动机燃烧性能的调节机制,本文以氢燃料为基础,基于阿伦尼乌斯反应动力学体系和不确定量化分析(Uncertainty Quantification,UQ)方法,构建点火延迟可调的燃料模型,通过一系列的数值计算,对比分析燃料在不同点火延迟特性下的超声速燃烧特性。计算结果表明：基于不确定量化分析方法能够合理地构建基于点火延迟时间的氢燃料特性变化模型;当前高焓来流环境下,随着燃料点火延迟的增加,燃烧效率并不简单的单调递减,以氢气的基准点火延迟为参照,燃烧效率随点火延迟的变化存在两个清晰的拐点,并以此构成三个不同的特征区域,说明燃料的点火延迟特性对燃烧性能起不同程度的调控作用,详细的流动机理有赖于进一步针对燃烧流动结构形成和演化过程的精细化研究。     

Characteristics of flame spread over the surface of charring solid combustibles at high altitude

To explore the characteristics of flame spread over the surface of charring solid combustibles at high altitude, the whitewood with uniform texture was chosen to conduct a series of experiments in Lhasa and Hefei, with altitude of 3658 m and 50 m respectively. Several parameters, including the flame height, flame spread rate, flame temperature, surface temperature, were measured on samples with different width and inclinations. A quantitative analysis of flame spread characteristics over sample surface at high altitude was performed. Results showed that, in the environment of lower pressure and oxygen concentration at high altitude, the flame height and flame spread rate over sample surface decreased, but the flame temperature increased slightly. However, with increasing of sample width, the relative difference between the flame spread rates at different altitudes decreased.     

脉冲爆震发动机新型点火系统的优化设计

为了缩短爆燃向爆震转捩的时间和距离,该文将一种新型点火系统--火焰喷射点火系统应用于脉冲爆震发动机.利用二维数值模拟研究不同喷射点火系统结构参数(前端圆柱段长度,直径以及末端喷嘴的直径)下爆燃向爆震转捩的时间和距离,并将研究结果与传统点火系统的爆燃向爆震转捩转变时间进行对比.结果发现:对于该文所采用的PDE模型,最有效的副室结构为喷嘴直径4 mm,副室长度10 mm,体积3.8 cm3.此外还发现喷射点火系统比传统点火系统能更有效地缩短爆燃向爆震转捩的时间和距离,其效率约为后者的1.26倍.