钝体冷态流场的PIV实验研究

运用PIV技术在风洞中分别对5种不同形式的钝体：标准钝体、三角形钝体、流线形钝体、带通道钝体及非流线形钝体在冷态工作环境、不同缝宽下,获取了钝体后的速度分布.对比了5种不同钝体在不同缝宽下回流区长度的变化,认为随开度增大,在回流区结构不遭到破坏的前提下,回流区长度加大.同等条件下,非流线形钝体有最大的回流区长度;通过对尾迹区域的平均湍流动能的分析,认为平均湍流动能的强度随缝开度加大开始减弱,湍流强度最大的区域逐渐后移,最终往回流区的上下边界发展.通过对钝体后的尾迹结构和流动特性进行分析,为热态实验奠定了基础.     

多孔介质钝体火焰稳定特性实验研究

提出采用多孔介质材料制作火焰稳定器,利用其通透和弥散性能改善钝体后燃空比,降低钝体引起的压力损失,提高火焰稳定性.通过实心钝体、10和40PPI(pores per inch)多孔介质钝体火焰稳定特性和冷态尾迹测量对比实验发现:多孔介质火焰稳定器可获得更宽的火焰稳定范围;相同燃料和空气伴流条件下,多孔介质钝体后火焰刚性更强,燃烧更充分;实心钝体回流区较靠近钝体,回流区强度较强;多孔介质钝体回流区向下游发展,回流区强度较弱,但空气燃料混合更好.因此多孔介质稳定器关键是要确定合适的孔径,使火焰更稳定燃烧.     

钝体后回流区涡旋结构初探

首先对钝体后的涡旋结构进行了探讨，然后应用涡通量守恒定理对钝体后的涡旋度和回流区面积之间的关系作了初步分析，从瞬时和平均两种意义上对回流区面积和竖直卷吸速度沿规则等腰钝体高度方向的变化规律给出了理论解释     

粉煤粉气分离,分级点燃强化稳焰机制

通过对开缝钝体及钝体燃烧器后回流区及尾流恢复区内的可燃气气体成分的研究及对沿燃烧室轴向、径向温度测量结果的分析，证明了一次风管中粉煤粉气分离、分级点燃强化稳焰的新机制，即在粉煤着火初期，一次风中粉煤与气流发生分离，并且少量粉煤和空气混合物进入回流区，因回流区具有温度高、气流速度低和易于与粉煤中挥发分析出量相匹配的低氧浓度特征，故粉煤首先在回流区着火，其释放的能量加热因开缝钝体造成粉气分离的主流粉煤     

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.     

钝体后回流流场传热特性的实验研究

在测量钝体后回流流场的速度、脉动速度相关量和温度的基础上，求出回流流场的热通量分布。结果表明了热通量分布与脉动相关量间的密切相关性，以及回流区及其边界区域相对强烈的热交换强度，这些结果有助于理解钝体后回流区在燃料燃烧火焰稳定中的显著作用。     

通道流场中三棱柱后回流区的换热特性研究

对三棱柱（钝体）后回流流场进行了流动与传热测量，基于用靠背皮托管测定的速度场数据计算出三棱柱后回流区的大小、，借助于加热三棱柱和测量回流区温度确定了主流在流区之间的热交换率，并归纳出相应的准则关系，这一工作钝体稳焰模型计算提供了较为准确的热交换计算公式。     

V形钝体流场的数值计算

钝体后的回流区是流体绕流钝体所形成的旋涡区域,该区域的存在对于欲用钝体稳定火焰进行燃烧起着很大的作用,本文利用二维k-ε紊流模型对某V形钝体周围的流场进行了冷态数值模拟,探讨了该区域的性质,同时将计算结果与实验数据进行了对比,其结果相符合.     

加湿回流湍流扩散燃烧流场的实验研究

实验测量了加湿、不加湿状况下钝体后丙烷/空气湍流扩散燃烧流场,分析了两种燃烧流场的异同点.实验中采用粒子图像速度场(PIV)测量技术测量了钝体后加湿、不加湿扩散燃烧流场的速度分布,利用高温热电偶测量了两种流场火焰内部的温度分布,使用气体分析仪测量了两种流场的NO分布.结果表明:加湿扩散燃烧流场与不加湿扩散燃烧流场虽然总体相似,但加湿使得燃烧流场回流区中心的位置前移、回流区长度减小、燃烧区最高温度降低,并且使得燃烧室内的NO浓度降低;加湿有利于燃烧室轴向尺寸的缩小,提高了燃烧室内温度分布的均匀度,降低了污染物的排放.     

突扩通道中带钝体或开缝钝体流场的实验研究

对突扩通道中带钝体或带开缝钝体的两种典型阻塞比（最大阻塞与零阻塞）的空气流场采用小型靠背毕托管进行测定，得到了各自的回流流场的速度分布图、回流区长度、回流量与进口雷诺数的关系式，并从中缝气流量与回流量的关系导出了判定中缝气流发生分裂的临界准则关系式．     

煤粉气流中钝体稳焰机理的近似分析

基于煤粉气流中钝体后回流区的流场特性,假定回流区为一温度均匀的搅拌系统,在其中只有煤粉挥发分的析出并燃烧,而燃烧过程受挥发分析出规律的控制,从而导出了煤粉气流火焰稳定的定量分析模型.以回流区温度不变作为火焰稳定条件可进而得到使煤粉气流火焰稳定的最小回流区长度的表达式.     

钝化及开缝钝体燃烧器火焰稳定性对比分析

基于回流区中煤粉挥发分释热点煤燃主气流实现火焰稳定的集总分析模型，导出使煤粉气流火珠最小回流区长度、最大允许的主气流流速及极限最大可用挥发分释热量的表达式，并以此为准则对钝体及开缝钝化燃烧器的火焰稳定性能进行了对比分析，研究表明，在相同条件下开缝钝体燃烧器有优于钝体的火焰稳定性能，同时在通道流场燃烧器上对几种煤粉进行了两种燃烧器的烧性能实验，其结果与理论分析一致。     

开缝钝体尾流水模显示实验研究

采用水模拟氢气泡流动显示的方法对开缝钝体近尾流结构进行了实验研究，结果表明，二维对称结构中产生的中缝偏斜射流对钝体两边脱全剪切层相互干涉起到抑止作用，从而回响工了回流区，降低了压力损失。     

开缝钝体尾流水模显示实验研究

采用水模拟氢气泡流动显示的方法对开缝钝体近尾流结构进行了实验研究．结果表明，二维对称结构中产生的中缝偏斜射流对钝体两边脱体剪切层的相互干涉起到抑止作用，从而加长了回流区，降低了压力损失．该实验不仅证实了开缝钝体燃烧器优良的尾流特性，也为认识这种特性提供了直观依据     

钝体及开缝钝体燃烧器火焰稳定性对比分析

基于回流区中煤粉挥发分释热点燃主气流实现火焰稳定的集总分析模型，导出使煤粉气流火焰稳定的最小口流区长度、最大允许的主气流流速及极限最大可用挥发分释热量的表达式，并以此为准则对钝体及开缝钝体燃烧器的火焰稳定性能进行了对比分析．研究表明，在相同条件下开缝钝体燃烧器有优于钝体的火焰稳定性能．同时在通道流场燃烧器上对几种煤粉进行了两种燃烧器的燃烧性能实验，其结果与理论分析一致．     

钝体回流区二次风掺混实验研究

针对装有钝体燃烧器的为燃煤锅炉，就其二次风对一次风喷口内回流区的掺混影响进行了一系列冷态实验研究，结果表明，二次风对回流区的影响主要表现在：限制了大空间卷吸进来的质量，加强了一次风内回流作用，使一次风主流轴线向内弯曲，使回流区缩短，同时对回流区尾部产 定的掺混影响。     

强化高温烟气回流的研究与实践

本文从钝体回流区热质交换机理出发,提出了回流区边界用小流量、高速度的附加射流来强化回流区的热质交换以达到进一步强化劣质煤、无烟煤和其它难燃煤种的燃烧过程的根据。试验结果表明,附加射流能使回流区温度提高,对火焰有明显稳定作用。文章介绍了这一设想在大型电站锅炉上进行实验的数据。     

钝体燃烧器湍流分离流场的数值模拟

本文应用涡量流函数法和k-ε双方程模型对煤粉钝体燃烧器的燃烧室中的等温流场——带钝体突扩通道中的流动进行数值模拟。计算出了流场中回流区的几何参数、速度分布、湍动能分布等,得到了与实测数据基本一致的结果。     

中间开缝钝体后回流流场流动特征的研究

对三角形钝体柱后形成的回流流场进行了实验测定和理论分析，实验在矩形风洞中采用靠背毕托管对开缝钝体和一般钝体后的回流流场进行测量，获得流场在主流方向上的速度分布，进而由流函数的定义求出流场流函数分布图谱。     

回流与火焰拉伸对氢气微尺度燃烧的影响

对火道内置有钝体的微型燃烧器开展了数值模拟研究,以探讨阻塞比(0.3～0.8)对微型钝体燃烧器中氢气/空气混合物燃烧稳定性的影响.采用文献中实验数据验证了所采用的数值模型的准确性,模拟结果表明:氢气/空气混合物的熄火极限随着阻塞比增大而呈先增后减的非单调变化趋势.当阻塞比为0.5时,熄火极限可达最高值,即38m/s.主要原因是增大的阻塞比虽能产生更大的回流区,有利于稳焰,但同时也使钝体附近的速度梯度增大,引起了更强的流体剪切力和反应区拉伸,不利于稳定燃烧.