平焰燃燒速度場的PIV測試研究.pdf

1、平焰燃燒是近代發(fā)展起來的技術(shù)，具有加熱均勻、覆蓋面積廣、污染小等特點，在工業(yè)加熱領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其燃燒火焰結(jié)構(gòu)與流動特性研究對進一步優(yōu)化燃燒器結(jié)構(gòu)有著重要的意義。早期火焰流動研究一般建立在冷態(tài)實驗的基礎(chǔ)上，隨著對燃燒流場研究的不斷深入，利用冷態(tài)實驗來模擬燃燒狀況已不能滿足研究的要求，需要對燃燒流場直接進行測量。燃燒火焰可視化技術(shù)成為解決這一問題的一個重要途徑，PIV（粒子成像測速技術(shù)）的應(yīng)用是較為成熟的主要研究方法之一，克服了以往單

2、點測速技術(shù)的局限性，實現(xiàn)了對流場的瞬態(tài)、全場的定量測量。 本文采用PIV 方法進行了平焰燃燒流場的研究。首先，設(shè)計并建立了擴散火焰實驗臺，初步實現(xiàn)了火焰內(nèi)部的流動可視化。并自行設(shè)計了供粉均勻、速率可控的粒子供粉器，探索并掌握了燃燒流場PIV 測試方法與參數(shù)，并對擴散火焰反應(yīng)流場和無反應(yīng)流場進行了比較，研究了不同形狀穩(wěn)焰器對燃燒火焰的影響。其次，針對平焰燃燒試驗爐燃燒火焰，進行了火焰流場的PIV 測試，并分析了平焰燃燒火焰結(jié)構(gòu)特征

3、，相對于無反應(yīng)流，平焰有反應(yīng)流的附壁射流區(qū)厚度薄，中心回流區(qū)半徑大。 對于擴散型火焰，反應(yīng)流和無反應(yīng)流徑向速度的曲線相近，類似于拋物線形，對于軸向的速度，無反應(yīng)流的軸向速度衰減快，而反應(yīng)流的軸向速度基本沒有明顯的衰減；加60mm 的圓盤和60mm 的V 型穩(wěn)焰器火焰的穩(wěn)定效果要優(yōu)于不加圓盤、或加20mm和40mm 的圓盤和V 型穩(wěn)焰器；對于平焰來說，在實際的燃燒過程中附壁射流區(qū)的厚度變薄，半徑方向和中心回流區(qū)逐漸增加；預(yù)混的流場