乙烯层流反扩散火焰形状的理论计算及实验测量

发布时间：2021-09-06 22:05

　　利用高光谱仪对不同空气流量的乙烯层流反扩散火焰数据进行测量,由CH*自由基的化学发光强度分布得到实验测量的火焰形状.同时将扩展Roper模型用于计算反扩散火焰的形状,对模型中速度分布和温度分布进行改进,并将计算结果与实验测量结果进行对比.结果表明:随着空气流量的增加,火焰形状有变宽变高的趋势;相比于Sunderland等提出的4种速度温度分布模型,本文采用的速度、温度分布模型计算得到的反扩散火焰形状更加符合实验测量结果. 

【文章来源】：燃烧科学与技术. 2020,26(03)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

反扩散火焰实验台示意

由CCD相机拍摄的火焰图像可以看出，随着空气流量的增加，火焰的高度和宽度均有所增加，与理论计算的结果一致，如图4所示．图4中黄色部分为高温碳烟辐射，位于火焰面之外的富燃料燃烧区域．从高光谱仪采集的数据可以得到火焰在430 nm波长下的辐射强度分布，也即CH*自由基的化学发光强度分布，如图5所示．在火焰内部存在CH*自由基化学发光较强的区域(图5中黄色和红色部分)，该区域就是层流反扩散火焰的火焰面所在的位置，也即实验测量得到的火焰形状．此时视线上的积累效应改变了基团化学发光的强度大小，但对强度分布的影响并不大，因此不需要重建源项．图4 火焰图像与火焰形状结果对比

图3 3种工况下乙烯反扩散火焰的温度分布本节采用一种新的速度温度分布模型，其速度分布设定为变加速度分布，温度分布采用多波长测温得到的火焰轴线温度，结合式(7)和(8)，将无量纲坐标下的火焰形状转化为柱坐标下的火焰形状，并将该模型计算得到的火焰形状与实验测量确定的火焰形状进行对比．图4为火焰形状与火焰图像的对比，图5为CH*自由基化学发光强度分布与火焰形状结果的对比．通过对比发现，本文提出的速度温度分布模型计算得到的火焰形状能较好地与实验测量结果吻合.

【参考文献】：
博士论文
[1]基于光谱分析和图像处理的火焰温度及辐射特性检测[D]. 闫伟杰.华中科技大学 2014

硕士论文
[1]富氧层流扩散火焰的结构形状和脉动特性检测研究[D]. 孙磊.华中科技大学 2014



本文编号：3388258