移动火源扩散火焰结构特征的实验及数值模拟
发布时间：2021-07-27 19:55
移动火源燃烧引起的空气湍动受火源运动和燃烧双重影响，导致其火焰结构变得更加复杂，目前仍未能清晰了解移动火源扩散火焰结构内在的物理本质和规律，也未有表征其火焰面结构的模式。本文以直线运动与旋转运动情形下的扩散燃烧火焰为研究对象，研究移动火源扩散火焰结构的静态特征、动态特征、燃烧稳定性、熄火条件。本文的研究有助于拓宽扩散燃烧理论的知识内涵，为丰富和发展移动火源湍流扩散燃烧理论做出贡献。本文结合实验经费及实验条件，设计并制作出用于直线运动的风洞实验装置及用于旋转运动的旋转运动实验装置。直线运动的风洞横截面积为0.3m×0.3m，长3.6m，风洞内的风速05m/s范围内可调。该风洞装置采用数字摄像系统以获得不同风速下移动火源静止或运动时的火焰图片；旋转运动平台的半径为0.5m，转速由变频调速器控制，在050Hz频率范围内可调。利用旋转运动装置，采用高速摄像仪对不同转速下火焰燃烧的图片进行采集，为移动火源扩散燃烧火焰结构特征的研究获取宝贵实验数据。采用非线性图像处理是现今比较成熟的图像处理方法。本文在MATLAB环境下对直线运动及旋转运动获得的扩散火焰...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统b)弯曲管道燃烧室示意图1-燃烧室；2-观察窗；3-配重a)旋转燃烧室实验
4c) 直段空腔实验段及扩散射流火焰 d) 弯曲空腔实验段及扩散射流火焰照片图 1-1 超重力场下燃烧火焰的模拟系统Fig 1-1 Simulation system of hyper-gravity combustion flame目前，对于预混火焰结构及传播规律的描述主要有火焰表面皱褶理论和涡团燃烧理论。前者对于火焰面几何形状往往进行了过于简单的简化，不能准确反映这一复杂现象本质。而后者存在着较多猜想成分，对于火焰结构未能给出明确的物理描述和解释。实际上，火焰面是一种被高度扭曲的分裂且皱褶的几何表现，在对其进行定量分析时，传统的欧几里德几何显得无能为力。相较 PDF 模型而言，火焰面模型因为计算效率高，物理直观等优点，已经受到广泛的重视并在燃烧计算中得到较多应用[66]。需要注意的是
7图 1-2 实验研究方法Fig 1-2 Experimental research method1.5.3 技术路线1)构建移动火源扩散火焰结构特征实验平台移动火源扩散火焰结构特征实验平台研究的技术路线如图 1-3 所示，依次包括以下3 方面的工作：设计和构建实验台、配置测量系统和制定合理的测量方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮气稀释下丙烷层流扩散火焰的抬升特性研究[J]. 周杰,孔文俊,艾育华,王宝瑞. 工程热物理学报. 2011(11)
[2]富燃料丙烷/空气预混火焰特性的微重力实验研究[J]. 袁莉,王双峰,Jarosinski J,Gorczakowski A,Podfilipski J. 工程热物理学报. 2011(07)
[3]低重力下典型固体燃料的火焰特征及燃烧速率[J]. 张小乐,胡隆华,霍然,杨立中,王双峰. 燃烧科学与技术. 2011(03)
[4]适用于超声速湍流扩散燃烧流动的火焰面模型[J]. 高振勋,李椿萱. 中国科学:技术科学. 2011(05)
[5]微重力环境下蜡烛火焰与油滴沉降的实验研究[J]. 赵浩宇,毕思思,周爱,刘志海. 物理实验. 2011(03)
[6]部分预混超声速燃烧火焰面模式研究综述[J]. 孙明波,范周琴,梁剑寒,刘卫东,王振国. 力学进展. 2010(06)
[7]基于RANS求解的火焰面/反应进度变量湍流燃烧模型研究[J]. 武文,黄威,赵平辉,叶桃红. 中国科学技术大学学报. 2010(10)
[8]图像边缘检测算法研究与分析[J]. 宋曙光. 光机电信息. 2010(09)
[9]离心力场下扩散射流火焰的特性[J]. 郭新华,张弛,林宇震. 航空动力学报. 2010(09)
[10]一种新的层流扩散火焰面建库模型的研究[J]. 赵平辉,叶桃红,陆阳,陈义良. 工程热物理学报. 2010(06)
博士论文
[1]隧道火灾烟气蔓延的热物理特性研究[D]. 胡隆华.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于数字图像处理的气液两相流流型智能识别方法[D]. 陈飞.东北电力大学 2008
本文编号：3306438
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
系统b)弯曲管道燃烧室示意图1-燃烧室；2-观察窗；3-配重a)旋转燃烧室实验
4c) 直段空腔实验段及扩散射流火焰 d) 弯曲空腔实验段及扩散射流火焰照片图 1-1 超重力场下燃烧火焰的模拟系统Fig 1-1 Simulation system of hyper-gravity combustion flame目前，对于预混火焰结构及传播规律的描述主要有火焰表面皱褶理论和涡团燃烧理论。前者对于火焰面几何形状往往进行了过于简单的简化，不能准确反映这一复杂现象本质。而后者存在着较多猜想成分，对于火焰结构未能给出明确的物理描述和解释。实际上，火焰面是一种被高度扭曲的分裂且皱褶的几何表现，在对其进行定量分析时，传统的欧几里德几何显得无能为力。相较 PDF 模型而言，火焰面模型因为计算效率高，物理直观等优点，已经受到广泛的重视并在燃烧计算中得到较多应用[66]。需要注意的是
7图 1-2 实验研究方法Fig 1-2 Experimental research method1.5.3 技术路线1)构建移动火源扩散火焰结构特征实验平台移动火源扩散火焰结构特征实验平台研究的技术路线如图 1-3 所示，依次包括以下3 方面的工作：设计和构建实验台、配置测量系统和制定合理的测量方法。
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮气稀释下丙烷层流扩散火焰的抬升特性研究[J]. 周杰,孔文俊,艾育华,王宝瑞. 工程热物理学报. 2011(11)
[2]富燃料丙烷/空气预混火焰特性的微重力实验研究[J]. 袁莉,王双峰,Jarosinski J,Gorczakowski A,Podfilipski J. 工程热物理学报. 2011(07)
[3]低重力下典型固体燃料的火焰特征及燃烧速率[J]. 张小乐,胡隆华,霍然,杨立中,王双峰. 燃烧科学与技术. 2011(03)
[4]适用于超声速湍流扩散燃烧流动的火焰面模型[J]. 高振勋,李椿萱. 中国科学:技术科学. 2011(05)
[5]微重力环境下蜡烛火焰与油滴沉降的实验研究[J]. 赵浩宇,毕思思,周爱,刘志海. 物理实验. 2011(03)
[6]部分预混超声速燃烧火焰面模式研究综述[J]. 孙明波,范周琴,梁剑寒,刘卫东,王振国. 力学进展. 2010(06)
[7]基于RANS求解的火焰面/反应进度变量湍流燃烧模型研究[J]. 武文,黄威,赵平辉,叶桃红. 中国科学技术大学学报. 2010(10)
[8]图像边缘检测算法研究与分析[J]. 宋曙光. 光机电信息. 2010(09)
[9]离心力场下扩散射流火焰的特性[J]. 郭新华,张弛,林宇震. 航空动力学报. 2010(09)
[10]一种新的层流扩散火焰面建库模型的研究[J]. 赵平辉,叶桃红,陆阳,陈义良. 工程热物理学报. 2010(06)
博士论文
[1]隧道火灾烟气蔓延的热物理特性研究[D]. 胡隆华.中国科学技术大学 2006
硕士论文
[1]基于数字图像处理的气液两相流流型智能识别方法[D]. 陈飞.东北电力大学 2008
本文编号：3306438
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