激波聚焦點燃高速可燃混合氣流的實驗研究.pdf

1、激波聚焦點火是近十幾年來出現(xiàn)的一種新型的、用于可燃混合氣體引燃的點火方式.不過從現(xiàn)有文獻(xiàn)所報道的研究工作來看,各種類型的激波聚焦點火,都是對靜止、可燃預(yù)混氣體的點火,并采用激波聚焦以及激波反射方式來實現(xiàn)的.該文的主要目標(biāo)是實現(xiàn)激波聚焦對高速、可燃預(yù)混氣流的點火,為實現(xiàn)此目標(biāo),該文開展了如下的工作:1.對新型的激波聚焦方式,即平面激波在對稱雙楔內(nèi)腔多次反射導(dǎo)致的激波聚焦,在前人的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了理論分析,得出結(jié)論:當(dāng)激波在對稱雙楔內(nèi)腔表面發(fā)

2、生規(guī)則反射時,不會發(fā)生激波聚焦,而只有在馬赫反射時,才會發(fā)生激波聚焦現(xiàn)象;在激波聚焦情況下,對稱雙楔內(nèi)腔頂部區(qū)域的溫度和壓力可以得到大幅度的提升.2.對于對稱雙楔內(nèi)腔中預(yù)混氣體為汽油/空氣的情況,成功地完成了激波聚焦點火的實驗研究.為了實現(xiàn)激波聚焦對高速、可燃預(yù)混氣流的點火,現(xiàn)有的普通激波管必須具有兩種功能.第一、把原來激波管內(nèi)的預(yù)混氣體加速到我們所需要的速度,即形成高速、可燃預(yù)混氣流;第二、不僅在對稱雙楔內(nèi)腔能夠形成激波聚焦,而且在其

3、頂端能射出高溫火焰,用以點燃激波管中由入射激波誘導(dǎo)的高速、可燃預(yù)混氣流.為達(dá)到上述目標(biāo),該文完成了下述工作:3.把普通激波管的試驗段分成上下兩個通道,上通道用于激波加速可燃預(yù)混氣流,下通道用于激波聚焦.我們稱這種激波管為分部式(或分解式)激波管,該文成功地實現(xiàn)了這種分部式激波管的運(yùn)行.4.成功地實現(xiàn)了對稱雙楔激波聚焦前向小孔火焰射流噴射,并以此"線"狀火焰射流點燃了高速、可燃預(yù)混氣流,實驗中可以明顯地觀察到三維火焰的傳播現(xiàn)象.5.成功地

4、實現(xiàn)了單楔和平板之間內(nèi)腔中激波聚焦前向狹縫射流火焰噴射,并以此"面"狀火焰射流點燃了高速、可燃預(yù)混氣流.實驗中可以明顯地觀察到火焰波面在高速、可燃預(yù)混氣流中的傳播現(xiàn)象.實驗結(jié)果也顯示,這種狹縫火焰射流的"面點火"方式優(yōu)于小孔火焰射流的"線點火"方式.6.開展了相關(guān)的數(shù)值模擬工作.不同角度對稱雙楔內(nèi)腔中運(yùn)動激波的數(shù)值模擬結(jié)果,較好地驗證了對稱雙楔內(nèi)腔激波聚焦的理論分析結(jié)果.對激波進(jìn)入突擴(kuò)通道時的無粘空氣流場數(shù)值模擬結(jié)果顯示,在激波波后氣流