基于激波管的乙烯点火延时特性的研究

发布时间：2017-10-25 19:09

  本文关键词：基于激波管的乙烯点火延时特性的研究

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【摘要】：乙烯是内燃机、燃气涡轮发动机等推进设备的烯烃类碳氢燃料,也是碳氢燃料热裂解过程中的重要小分子产物。因此,乙烯的点火特性研究对碳氢燃料点火燃烧反应动力学的模型验证具有重要意义。进行点火延时研究的实验装置有很多种,例如喷射搅拌反应器、快速压缩机、定容弹、激波管等等。其中激波管由于具有结构简单,不需要大功率电源,不需要冷却系统,能够比较容易的将气体加热、加压和加速至很高参数值等优点,因此在点火延时研究中的到了广泛的应用。本文在自主搭建的激波管实验平台上测定了高Ar气稀释度,不同温度、压力、当量比条件下,乙烯的点火延时时间。完成的主要工作如下。首先,总结了现有的激波管实验装置设计参数,在此基础上设计搭建了一套激波管实验平台。搭建的实验平台主要由激波管、配气系统、压力测量系统、光学测量系统组成。激波管包括管体及其支撑系统;配气系统由高压预混气室、低压预混气室、气瓶、真空泵组、压力计、真空计阀门和管路等部件组成;压力信号由压电传感器采集,经电荷放大器放大后,由数字示波器采集;光谱测量系统由滤光片,单色仪,光电倍增管。其次,采用LABVIEW软件,基于理想激波管运行参数计算公式编写了LABVIEW仿真计算界面。结合计算界面进行了入射激波马赫数标定实验、入射激波衰减率测定实验、缝合接触面运行实验,完成了激波管实验平台的调试,为点火延时实验做好准备。最后,利用CH自由基在432nm处的急剧变化作为点火发生的标志,测量了Ar/O_2/C_2H_4混合气在Ar气稀释度93%,实验温度范围1050-1700K,当量比Φ=0.5、1、3,压力1.5atm、6atm的实验条件下的乙烯的点火延时时间,分别考察了压力和当量比对点火延时的影响。通过拟合获得了乙烯点火延时与温度、压力、化学当量比、燃料、氧化剂的浓度等参数相关性的拟合公式。
【关键词】：点火延时 激波管 激波 乙烯
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ038;TK407.9
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景与意义9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 点火延时定义9-10
• 1.2.2 点火判据10
• 1.2.3 研究点火延时的实验装置10-13
• 1.2.4 乙烯点火延时国内外研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15-17
• 第2章 激波管实验方法17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 激波管实验原理17-19
• 2.3 理想激波管内参数计算19-23
• 2.4 缝合接触面运行23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 激波管设计和开发26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 国内外激波管结构及运行参数26-29
• 3.3 激波管实验台设计29-37
• 3.3.1 激波管30-33
• 3.3.2 配气系统33-34
• 3.3.3 压力信号测量系统34-35
• 3.3.4 光谱信号测量系统35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 LABVIEW仿真界面及激波管运行调试38-50
• 4.1 引言38-43
• 4.1.1 仿真计算软件38-39
• 4.1.2 LABVIEW计算界面39-43
• 4.2 入射激波马赫数标定实验43-45
• 4.3 缝合接触面运行调试实验45-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 乙烯点火延时实验50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 实验50-54
• 5.2.1 稀释气体选择50-51
• 5.2.2 实验过程51-53
• 5.2.3 乙烯点火延时计算53-54
• 5.3 实验结果分析54-57
• 5.4 乙烯点火延时参数拟合57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 全文总结60-61
• 6.2 未来工作展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65

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本文编号：1095095