負(fù)壓下層流預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)研究.pdf

1、層流預(yù)混火焰是自然界中最簡(jiǎn)單的火焰，是研究湍流擴(kuò)散火焰的基礎(chǔ)。負(fù)壓條件下火焰的反應(yīng)區(qū)厚度會(huì)增寬，可以通過光學(xué)測(cè)量技術(shù)手段得到更細(xì)致全面的火焰結(jié)構(gòu)。高空沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)由于為低壓或負(fù)壓，燃燒效率低，易于出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定。本文主要通過試驗(yàn)手段，并輔以數(shù)值模擬對(duì)負(fù)壓下層流預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。
　　為了研究負(fù)壓下壓力、當(dāng)量比、應(yīng)變率等的變化對(duì)甲烷空氣層流預(yù)混火焰結(jié)構(gòu)的影響，建立了平面火焰和對(duì)沖火焰試驗(yàn)系統(tǒng)以及自發(fā)輻射和OH-PLIF光學(xué)測(cè)量試

2、驗(yàn)系統(tǒng)等。數(shù)值模擬采用Chemkin軟件和GRI-Mech3.0甲烷空氣燃燒反應(yīng)模型，并加入激發(fā)態(tài)粒子OH*、CH*和C2*的反應(yīng)機(jī)理，主要分析了壓力、當(dāng)量比、以及應(yīng)變率對(duì)激發(fā)態(tài)粒子濃度分布的影響。
　　在數(shù)值模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過自發(fā)輻射和OH-PLIF試驗(yàn)研究了壓力、當(dāng)量比和應(yīng)變率對(duì)火焰結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn) OH*和CH*的光強(qiáng)峰值隨壓力的變化而變化，C2*則不變；隨著當(dāng)量比的增長(zhǎng)，OH*的光強(qiáng)峰值先增大后減小，CH*變化無規(guī)

3、律，C2*逐漸增大，OH基逐漸減?。籓H*、CH*、 C2*和OH基的光強(qiáng)峰值隨應(yīng)變率的增長(zhǎng)都是先增大后減小。
　　論文采用自發(fā)輻射和火焰光譜研究了負(fù)壓下層流預(yù)混火焰的部分特征參數(shù)如熱釋放率和火焰當(dāng)量比。研究發(fā)現(xiàn) OH*在平面火焰和對(duì)沖火焰條件下都能用來標(biāo)識(shí)熱釋放率，CH*在部分火焰中也能標(biāo)識(shí)熱釋放率，C2*則不能；火焰當(dāng)量比的研究發(fā)現(xiàn) OH*/CH*的比值可以用來推斷富燃甲烷空氣火焰當(dāng)?shù)禺?dāng)量比，而C2*/CH*的比值可以用來推斷