燃料空气供给条件对热声不稳定燃烧影响的研究

对Solar低排放预混燃烧系统的燃烧稳定性进行了数值研究.应用非定常N-S方程、雷诺应力紊流模型及涡团耗散燃烧模型,数值模拟了该类型燃烧器在不同的燃料空气供给条件下的气流流动特性和压力振荡特性,并给出了不稳定发生时压力和速度振荡的幅值和频率.根据供给条件的不同,燃烧可以是稳定的或是不稳定的,取决于燃料到火焰前沿的迟滞时间.采用CFD方法,可精确地获得燃料到火焰前沿的迟滞时间,证实了所采用的模型能够精确预测不稳定燃烧的出现及振荡特性.通过调整燃料与空气的供给条件,可使振荡激励或阻尼.     

亥姆霍兹共振器抑制振荡燃烧理论分析

燃烧室是燃气轮机的核心部件之一,其中的燃烧过程的关键技术之一是如何避免和抑制振荡燃烧现象.本文简要阐述了发生振荡燃烧的机理以及亥姆霍兹共振器抑制振荡燃烧的声学分析,并且通过线性分析与CFD计算相结合的研究方法对燃烧系统的燃烧稳定性进行计算;同时分析了共振器共振频率和安装位置对燃烧稳定性的影响,得出在不同因素影响下,系统的稳定性和模态.这些分析有助于我们在设计和运行燃烧系统时,实现燃烧系统的安全、高效和清洁运行.     

蜡烛火焰振荡行为的实验探究

燃烧的火焰在一定条件下会呈现出时间上的周期振荡行为,但人们对其背后的动力学机制一直不是很清楚。本文首先利用纹影法对蜡烛的火焰振荡行为进行了实验研究,发现随着火焰尺寸的增加火焰首先从平稳燃烧变为振荡燃烧,之后火焰的振荡频率会逐渐降低。通过简化的燃烧动力学模型,文中进一步对蜡烛火焰的振荡行为进行了数值和理论分析,发现火焰的振荡频率密切依赖于燃料的供应速率和火焰的体积。随着燃料供应速率和火焰体积的增大,火焰首先经历了一次霍普夫分岔进而从平稳燃烧变为振荡燃烧,之后火焰的振荡频率逐渐降低。理论分析结果与实验结论定性吻合。     

基于AdapChem方法的甲烷预混和非预混燃烧数值计算

采用自适应化学理论AdapChem的方法对两种CH4/空气部分预混、非预混火焰的燃烧过程开展了数值模拟工作.计算得到了两种燃烧工况下,几种重要的主量成分、非主量成分的浓度值;同时对反应放热和HCO之间的潜在关系进行了分析.通过对两种工况下模拟结果的比较,AdapChem方法合理预报了甲烷预混和非预混燃烧过程的各种物理化学特性,并达到了节约计算时间的目的.     

双蜡烛火焰振荡的纹影光学探究

两根相同的燃烧蜡烛17 mm的间距时，可以观察到它们火焰的同步和异步振动。为了探究蜡烛火焰振动原因，通过搭建反射式纹影光路，实现了蜡烛火焰气流场的可视化观察。随着两根蜡烛的靠近，双蜡烛火焰上方气流场会从无耦合的平流状态过度到相互耦合的湍流状态，而湍流区域向下扩散到火焰区域是导致火焰振动的原因。燃烧过程中火焰体积的不对称性涨落导致振荡火焰在同步与异步振荡之间切换；而燃烧过程中火焰周围气流的稳定，则会导致两振荡火焰解耦，湍流层上升离开火焰，火焰恢复稳定燃烧。     

基于模态分解的扩散火焰动态响应特性分析

针对扩散火焰燃烧不稳定性,以钝体扰流扩散火焰为对象,研究不同频率声波激励下火焰动态响应特性,通过傅里叶变换(FFT)与本征正交分解法(POD)分析火焰的图像的空间分布的频谱特性.结果 表明,火焰振荡的主要模态为火焰整体的横向振荡、尾流区的频闪振荡与纵向振荡,当外加声波激励频率与火焰自身不稳定频率接近时会增强火焰的频闪振荡与纵向振荡幅值.在高频声波激励条件下,火焰整体积分值的傅立叶变换分析无法获得激励频率的响应,而通过POD方法对火焰空间结构动态变化的分析可以得到激励频率的响应,对于分布式扩散火焰,POD方法能获得更多火焰动态变化特征.     

连续式蓄热燃烧系统的实验研究

针对火焰切换式蓄热燃烧系统的不足和自蓄热燃烧器存在的问题,本文提出新的连续式蓄热燃烧技术方案,采用蓄热燃烧专用切换阀技术,开发出新型连续式蓄热燃烧系统。实验结果表明,该系统中单个燃烧器可以实现蓄热状态下的连续燃烧,炉内温度波动幅度变小,彻底改变了原自蓄热燃烧器存在的气流"短路"现象。     

振荡燃烧过程的计算和诊断

振荡燃烧现象是在发展洁净,高效和安全动力推进系统经常会遇到的问题.本文综述了作者近些年在针对油雾振荡燃烧方面的研究工作.通过把CFD和稳定性分析结合起来,发展了预测和诊断振荡燃烧的非稳定性及其振荡频率的新方法.运用这一方法,求解系统稳态方程和线性扰动方程可得到流场的动态信息和其稳定模态,将为深入认识振荡燃烧机理和开发控制方法提供指导.     

预混火焰传递函数的测量与分析

火焰传递函数是理解和控制振荡燃烧的理论基础.本文通过自发化学荧光法测量放热率,双传声器技术获得燃烧器出口的压力和速度脉动,研究了不同雷诺数、当量比和扰动频率下的预混火焰传递函数.结果显示,随着脉动幅值的增加,火焰传递函数将出现由线性到非线性的变化过程.当量比、雷诺数和扰动频率的改变,都会影响火焰传递函数的幅值和相位特性...     

人工神经网络用于燃烧火焰状态识别的研究

1引言燃烧过程是一个强非线性动力学系统，其稳定性是直接通过燃烧火焰状态的变化反映。燃烧状态变化受到燃料、配风等诸多因素制约，具有很强的模糊及随机特性［‘－‘］。实际生产中，大型电站锅炉的燃烧稳定性直接影响到整个电力工业的经济性和安全性，目前以此为背景的锅炉火焰监视系统所能完成的功能距实时性、智能化的要求相差甚远。本文针对CmHn和煤粉火焰进行了多因素变工况试验研究，在此基础上，从可视化角度，提出基于人工神经网络（AN用理论的火焰状态识别模型。ANN是目前最突出的智能化理论，它可以很好的模拟非线性系统的…