孔文俊
,
张孝谦
工程热物理学报
在低速射流的预混火焰和扩散火焰中都存在火焰闪烁现象。对扩散火焰,其机理已比较明确,是由于浮力诱导引起的一种水力学不稳定性。而对预混火焰闪烁现象则存在水力学不稳定性和热驱动不稳定性两种观点。本文根据水力学不不稳定性观点,把预混火焰的闪烁现象看成是包围火焰锋面的已燃混气层中内、外区间在垂直方向上的相对脉动,应用Kelvin-Helmholtz不稳定性机理进行了分析,获得了火焰闪烁频率与重力和压力的关系式,并与已有的结果作了对比。
关键词:
预混
,
火焰闪烁
隋春杰
,
周力行
,
林博颖
,
杨帆
,
孔文俊
工程热物理学报
一种改进的代数二阶矩燃烧模型被应用在Flame-D的大涡模拟中.代数二阶矩模型能够将化学反应速率的脉动项进行模拟,更准确地计算化学反应速率.在实际燃烧过程中,化学反应速率不仅与当地的温度以及组分浓度等相关,更与反应物的混合速率有密切的关系.研究考虑了亚网格尺度内混合速率对化学反应速率的影响,提出了改进的代数二阶矩模型.通过与相同模拟条件下的涡耗散概念模型的模拟结果以及实验结果进行对比,改进的代数二阶矩模型的准确性得到了验证,同时亚网格化学反应速率的模拟对总化学反应速率的影响也得到了研究.
关键词:
非预混燃烧
,
大涡模拟
,
代数二阶矩模型
,
亚网格混合速率
孔文俊
,
刘星宇
工程热物理学报
采用非传播扩散火焰形式,研究了固体可燃多孔介质中水雾-火焰的相互作用,探讨了床层厚度、多孔介质粒度以及燃料预燃时间对水雾灭火效果的影响.结果表明,随着预燃时间增长,水雾停止后床层内部可能发生闷烧现象,随着燃料粒度的减小,这种闷烧几率反而降低.这表明,固体火焰与水雾的相互作用有其独特之处.
关键词:
水雾
,
固体可燃多孔介质床
,
防火
孔文俊
,
王伟刚
工程热物理学报
采用数值模拟方法研究了静止微重力环境中,表面辐射热损失对燃料表面火焰传播特性的影响以及表面辐射和压力对火焰传播特性的共同影响.结果表明,随着表面辐射增大,火焰传播速度减小,在考虑表面辐射后,随着压力的增大,火焰传播速度增大.采用无量纲参数分析了表面辐射对火焰传播速度的影响,进一步阐明了微重力环境下的火焰传播机理.
关键词:
表面辐射热损失
,
火焰传播
,
热薄固体燃料
孔文俊
,
吐尔逊·艾力江
,
王伟刚
,
杜文锋
,
张孝谦
工程热物理学报
研究外界辐射加热下,不同重力环境中热薄燃料的着火特性.探讨了重力、环境氧浓度、环境压力及外界辐射强度对着火的影响.结果表明,随着重力的变化,存在不同的着火机制.在微重力和在高的环境氧浓度中,材料的着火延迟时间变短.压力减小,着火延迟时间增大.随着辐射强度的增大,着火延迟时间变小.
关键词:
微重力
,
辐射
,
热薄燃料
,
着火
孔文俊
,
艾育华
,
王宝瑞
,
刘凤山
工程热物理学报
本文采用数值模拟方法研究了重力对甲烷/空气同轴射流层流扩散火焰烟黑生成特性的影响,数值分析中将详细的气相化学反应机理、复杂的热物性和输运特性关系、半经验的双方程烟黑生成模型和非灰体辐射模型耦合到燃烧场的计算中.同时考虑烟黑经Oz,OH和O的氧化途径.热辐射计算采用与统计窄波段调K(SNBCK)模型相耦合的离散坐标法求解.烟黑的谱带吸收系数根据小颗粒的Rayleigh理论计算.结果表明,随着重力水平的降低,火焰峰值温度降低,微重力下烟黑浓度的最大值约为正常重力下相应火焰的两倍.这一计算结果与已有的试验数据符合较好.计算结果还表明,重力也影响烟黑成核和表面生长的位置和强度.
关键词:
微重力燃烧
,
同轴射流扩散火焰
,
烟黑生成
张永良
,
王宝瑞
,
孔文俊
,
王岳
工程热物理学报
本文通过实验与数值模拟对离心喷嘴喷雾特性进行了研究.实验测量了不同压力下的雾化锥角以及索特尔平均直径(SMD)分布.数值模拟采用VOF(Volume-of-Fluid)两相流模型来模拟喷嘴内气液两相流流动,较好地模拟出喷嘴内的空气涡与喷雾锥角,所得到喷雾锥角与实验结果符合较好.通过实验与数值模拟相结合的方法验证了离心喷嘴的雾化性能,为组合气动雾化喷嘴的设计和雾化锥角的预测提供了理论和实验基础.
关键词:
离心喷嘴
,
两相流
,
雾化锥角
,
数值模拟
,
VOF
汪凤山
,
孔文俊
,
王宝瑞
,
劳士奇
,
张培元
工程热物理学报
本文通过实验研究了在保持微型燃气轮机燃烧室出口排气温度不变的情况下,改变进口空气温度对燃烧室燃烧特性的影响.结果表明,随着燃烧室进气温度的增大,燃烧效率提高,燃烧室出口温度不均匀性系数减小,热阻增大,总压恢复系数有所降低.同时,实验结果还表明,随着燃烧室进口空气温度的增大,燃烧室出口处CO及未燃烬碳(UHC)排放浓度显著降低,但NO排放浓度则增大.根据实验结果,本文还分析了进气温度的改变对燃烧室燃烧特性的影响规律,为今后微型燃气轮机燃烧室的研制及改进提供了参考依据.
关键词:
微型燃气轮机
,
燃烧室
,
进气温度
,
燃烧特性
周雄
,
孔文俊
工程热物理学报
本文建立了微型摆式发动机(MICSE)热力循环分析的零维数学模型,研究了点火提前系数k及燃烧持续时间Tb对MICSE性能及其腔内热力过程的影响.结果表明减少(τ)o或增加k,可使热力过程中的温度及压力更快地达到峰值.当k一定时,(τ)b越大,温度峰值越低.对于(τ)b较小的燃料,k越大,压力峰值越低.而对于(τ)b较大的燃料,k值变化几乎不影响压力峰值的变化.使用(τ)b较小的燃料时,k越大,发动机功率和效率越低.而使用(τ)b较大的燃料时,k存在最优值,使发动机功率与效率最大.
关键词:
微型摆动式发动机
,
点火提前系数
,
燃烧持续时间
,
热力循环分析
王宝瑞
,
劳世奇
,
孔文俊
,
张孝谦
工程热物理学报
本文将相干反斯托克斯(CARS)理论光谱计算和实验光谱分析的方法应用于预混V形火焰燃烧的温度测量实验,利用N2的Q支CARS谱线,使用单脉冲宽带方法获得了预混V形火焰的CARS信号光谱强度特性,测量了V形火焰水平方向和竖直方向上的温度分布特征,从中得出了火焰锋面的厚度,分析了火焰锋面的皱褶与摆动对CARS信号的影响.同时测量了不同燃料系数下V形火焰燃烧产物的温度,得出了温度随燃料系数的变化趋势,为进一步研究预混V形火焰的结构提供了依据.
关键词:
CARS
,
V形火焰
,
燃烧
,
温度测量
