Ar稀释C2H2+2.5O2预混气高频爆轰的端面结构

为了研究预混气爆轰的内部结构,对不同浓度的Ar稀释的C₂H₂+2.5O₂预混气进行爆轰实验和数值计算。首先,在内径63.5 mm的管道内进行爆轰实验,使用烟熏玻璃记录了不同初始压力下C₂H₂+2.5O₂预混气的爆轰端面结构。使用数字化图像处理技术来分析烟熏玻璃记录的三波点轨迹,以减少人为误差。然后,观察实验结果并描绘规则图形,图像识别程序经过验证后,用于分析实验结果。从端面结构中对封闭图形进行圆的拟合,用胞格半径方差来表示胞格大小的均匀程度;用相邻胞格圆心距的方差来表示胞格分布的规则程度。通过对比不同Ar稀释下半径方差和圆心距方差随胞格数量的变化,给出不同浓度Ar稀释下C₂H₂+2.5O₂预混气的端面胞格尺寸及分布规律,随着Ar浓度的升高,预混气端面胞格分布更加规律。     

氩气对乙炔预混气爆轰不稳定性的影响及量化分析

为定量研究氩气对预混气爆轰不稳定性的影响,在管径为50.8、63.5 mm的管道内对未稀释及氩气稀释(氩气的体积分数为50%、70%、85%)的C₂H₂-O₂预混气进行了实验研究和量化分析,通过烟膜轨迹获得了不同初始压力下各种预混气的爆轰结构。对烟膜图像进行数字化处理,得到了氩气稀释下C₂H₂-O₂预混气爆轰轨迹的不规则度表征:轨迹间距的柱状图、标准差曲线、自相关函数。结果表明:随着氩气体积分数的升高,三波点轨迹愈加规则,不稳定性在爆轰自持传播过程中逐渐失去主导作用。稀释后预混气爆轰轨迹间距的柱状图和自相关函数的峰值和分布离散情况基本一致,与标准差分布一致。C₂H₂-O₂-85%Ar、C₂H₂-O₂-70%Ar、C₂H₂-O₂预混气的柱状图主胞格尺寸占比分别为33%、23%、20%,标准差分别为2.66~6.60 mm、5.37~10.96 mm、27.63~36.67 mm,自相关函数的第1个最高峰值分别高于其他峰值1/3倍、1/6倍、1/7倍。通过分析标准差数据,拟合得到氩气的体积分数与不稳定度的多项式函数,为选取不稳定度和氩气稀释浓度提供了依据。     

边界条件对甲烷预混气爆轰特性的影响

通过实验研究及数字化处理研究了边界条件对CH₄预混气体爆轰特性的影响。在内径为63.5、50.8 mm圆柱形管道及长方体管道进行爆轰实验,得到胞格结构和爆轰速度曲线。烟膜数字化处理量化了预混气体的爆轰不稳定性,并计算出胞格尺寸。3种管道内测得的平均爆轰速度与CJ速度接近,边界条件的影响不明显。分析爆轰速度曲线发现,极限压力受到边界条件的影响,?50.8和?63.5 mm管道内预混气的极限压力分别为5和4.05 kPa,即随着管径增大,爆轰极限压力降低。数字化处理所得不同管道内烟膜轨迹的不规则程度无明显差别,因此可以认为不稳定性是预混气固有的性质。在相同爆轰初始压力下,管径增大,胞格数量变多,表明爆轰传播时爆轰螺旋头数增多以维持传播。     

2H_2+O_2+3Ar预混气螺旋爆轰内部结构的实验探索

为研究分析内部胞格结构特点及壁面三波点轨迹向内部延伸模式,通过设计的爆轰实验管道(内径63.5 mm)来记录2H_2+O_2+3Ar的爆轰径向波和周向波。首先,给出侧壁烟膜及对应端面烟熏玻璃记录.由单头螺旋结果可知螺旋结构一般不是固定的,远离壁面处结构发生改变,径向波和周向波之间的相互作用可能导致不同的内部结构。然后,测量了横波与管轴的夹角,随螺旋头数增大而减小,最终趋向于一个较小值(31°),与声学模式计算夹角一致,以明确爆轰波符合物理波的传播特性。并给出了壁面轨迹向内部延伸的描绘。初始压力足够大时(13.82 kPa),爆轰内部结构趋于规律,在端面形成了规则的近圆形胞格结构。最后计算了端面胞格尺寸,其发展规律与壁面横波间距尺寸一致。     

管径及气体性质对爆轰极限的影响实验研究

本文在大尺度(D=50.3 mm,63.5 mm)光滑管道内对四种预混气(2H₂+O₂+50%Ar,C₂H₂+2.5O₂+70%Ar,C₂H₂+2.5O₂+85%Ar,CH₄+2O₂)进行了爆轰实验研究;获得了爆轰极限p_c和胞格尺寸λ,分析了四种气体的不稳定性,计算了边界层位移厚度δ^*和诱导长度?_i,深入研究了管径和气体性质对爆轰极限的影响。实验结果表明：随着初始压力和管径的减小,边界层位移厚度增大,边界效应加强,热损失增多,爆轰临界压力变大;大尺度管道内,不稳定性对极限的影响占据主导,因此极限情况下不稳定气(CH₄+2O₂)符合判据λ=πD,稳定气(2H₂+O₂+50%Ar,C₂H_2<...