正庚烷液滴及液滴阵列燃烧特性研究
发布时间：2022-01-13 12:41
日益严峻的环境与能源问题,以及人类对发展高性能推进技术的迫切需要,致使探索清洁、高效的燃烧方式,寻求新型的能源转换手段成为研究的热点。对占一次能源总量30%的液体燃料的燃烧规律的深入认识是开发高效燃烧设备的关键,也是提高能源综合利用率的基本前提。本文以正庚烷为目标燃料,采用CFD数值模拟与实验相结合的方法,探索液滴及液滴阵列的着火及火焰传播特性。主要工作及成果如下:1)通过在开源CFD软件OpenFOAM中耦合多相流及燃烧求解器,并添加蒸发源项等手段,建立了液滴蒸发燃烧模型;基于所建模型分析不同点火模式以及不同温度、压力等环境因素对液滴蒸发燃烧特性的影响。模拟结果表明:提高环境温度或减小环境压力均能有效地加速液滴的蒸发燃烧速率;液滴之间的相互影响导致不同位置的液滴表现出不同的蒸发燃烧特性。2)采用0.425mm的石英纤维悬挂液滴,并基于高速摄影机、移液器及点火器等设备搭建了液滴及液滴阵列的燃烧实验台。在所搭架的实验台上开展了一系列的试验研究,对比分析了不同液滴间距等参数下不同位置液滴的火焰传播模式,并获得了相应的火焰传播极限。结果表明,液滴间距对火焰传播模式起着决定性作用,而液滴间的传...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
《BP世界能源展望数据》[1]
为曲面微元上方液体向下施加的力，2为曲面微分别为微元的两个边长。设压力是垂直的，因微元上产生的力为 = (1 2) 1 2。基于的四个边上，且合力向上和曲面微元的压力均那么作用在 1上的表面张力则为：Cds1。其 y 方 1 ，同理有 2 ，且有 = 2 2， = 1曲率半径，对四个边加和，得到作用在曲面微 = (1 11 2) 1 2，有： = 1 2= (1 11 2) VOF 中著名的 Young-laplacian 方程。
学位论文 2 液滴蒸发燃烧到： =1 2 = = (1 11 2) ，以及 = (1 11 2)，代入式 2.11 得：1 2= (1 11 2) = = 3 中，在流体 1 和流体 2 之间的自由表面上，α是一系列，对于这个自由表面，其单位法向量为：=
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于OpenFOAM的甲烷掺氢燃烧数值模拟研究[J]. 李嘉辰,刘昊,赵光耀,卢海涛,韩雪娇,张红光. 中国现代教育装备. 2014(05)
[2]不同来流温度下单液滴燃烧的数值模拟[J]. 赵宇炜,杨龙滨,葛坤,李彦军. 燃烧科学与技术. 2014(01)
[3]两相燃烧的大涡模拟[J]. 周力行. 中国科学:技术科学. 2014(01)
[4]二甲醚液滴高压蒸发的数值模拟[J]. 王子祥,刘会猛,魏明锐,赵卫东,谭征宇. 柴油机设计与制造. 2006(04)
[5]液滴蒸发一维数学模型及其在二甲醚喷雾中的应用[J]. 魏明锐,汪云,刘永长,文华,张煜盛. 燃烧科学与技术. 2005(01)
[6]浆滴的蒸发及对于SO2吸收影响的探讨[J]. 许淑惠,陈欣. 北京建筑工程学院学报. 2003(03)
[7]燃油液滴高压蒸发规律探讨[J]. 汪海清,刘永长,贺萍,宋军. 华中理工大学学报. 1996(08)
硕士论文
[1]基于LES液雾两相燃烧数值模拟的关键技术研究[D]. 蔡德琛.西南科技大学 2015
[2]基于VOF方法的喷嘴空穴流动与近场喷雾数值模拟研究[D]. 林宇星.南昌大学 2013
[3]OpenFOAM在绕流问题中的应用研究[D]. 刘强.哈尔滨工程大学 2012
[4]基于OpenFOAM对两相流动的数值研究[D]. 柴翔.上海交通大学 2011
[5]单液滴燃烧的压力效应与热环境影响研究[D]. 李磊.哈尔滨工程大学 2009
[6]单液滴蒸发的压力效应与热环境影响研究[D]. 丁继贤.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3586443
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
《BP世界能源展望数据》[1]
为曲面微元上方液体向下施加的力，2为曲面微分别为微元的两个边长。设压力是垂直的，因微元上产生的力为 = (1 2) 1 2。基于的四个边上，且合力向上和曲面微元的压力均那么作用在 1上的表面张力则为：Cds1。其 y 方 1 ，同理有 2 ，且有 = 2 2， = 1曲率半径，对四个边加和，得到作用在曲面微 = (1 11 2) 1 2，有： = 1 2= (1 11 2) VOF 中著名的 Young-laplacian 方程。
学位论文 2 液滴蒸发燃烧到： =1 2 = = (1 11 2) ，以及 = (1 11 2)，代入式 2.11 得：1 2= (1 11 2) = = 3 中，在流体 1 和流体 2 之间的自由表面上，α是一系列，对于这个自由表面，其单位法向量为：=
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于OpenFOAM的甲烷掺氢燃烧数值模拟研究[J]. 李嘉辰,刘昊,赵光耀,卢海涛,韩雪娇,张红光. 中国现代教育装备. 2014(05)
[2]不同来流温度下单液滴燃烧的数值模拟[J]. 赵宇炜,杨龙滨,葛坤,李彦军. 燃烧科学与技术. 2014(01)
[3]两相燃烧的大涡模拟[J]. 周力行. 中国科学:技术科学. 2014(01)
[4]二甲醚液滴高压蒸发的数值模拟[J]. 王子祥,刘会猛,魏明锐,赵卫东,谭征宇. 柴油机设计与制造. 2006(04)
[5]液滴蒸发一维数学模型及其在二甲醚喷雾中的应用[J]. 魏明锐,汪云,刘永长,文华,张煜盛. 燃烧科学与技术. 2005(01)
[6]浆滴的蒸发及对于SO2吸收影响的探讨[J]. 许淑惠,陈欣. 北京建筑工程学院学报. 2003(03)
[7]燃油液滴高压蒸发规律探讨[J]. 汪海清,刘永长,贺萍,宋军. 华中理工大学学报. 1996(08)
硕士论文
[1]基于LES液雾两相燃烧数值模拟的关键技术研究[D]. 蔡德琛.西南科技大学 2015
[2]基于VOF方法的喷嘴空穴流动与近场喷雾数值模拟研究[D]. 林宇星.南昌大学 2013
[3]OpenFOAM在绕流问题中的应用研究[D]. 刘强.哈尔滨工程大学 2012
[4]基于OpenFOAM对两相流动的数值研究[D]. 柴翔.上海交通大学 2011
[5]单液滴燃烧的压力效应与热环境影响研究[D]. 李磊.哈尔滨工程大学 2009
[6]单液滴蒸发的压力效应与热环境影响研究[D]. 丁继贤.哈尔滨工程大学 2007
本文编号：3586443
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