定容弹温度场不均匀性及其对球形火焰传播过程的影响

发布时间：2023-05-14 18:54

　　层流燃烧速度作为重要的预混层流燃烧特征参数之一,其测量准确性对于化学动力学机理的开发和验证、湍流燃烧过程的模拟、燃烧设备的优化以及燃料闪点和最小点火能量预测模型的建立都具有十分重要的意义。目前,尽管众多学者利用定容弹测定了相关燃料的层流燃烧速度,但对于定容弹内初始温度场分布的研究较少,且并未详细分析弹内流体的三维温度场分布以及其温度场不均匀性对球形火焰传播过程的影响。因此,本文利用数值模拟和实验相结合的方法研究了定容弹内流体介质的温度场分布情况及其对氢气-空气球形火焰传播过程的影响。首先,本文利用定容弹系统开展了不同当量比条件下氢气-空气的球形传播火焰实验,测定了其层流燃烧速度,并测定了不同加热带电压下定容弹内固定区域的温度数据。然后,本文利用Fluent软件建立了定容弹温度场分布的计算模型以及氢气-空气球形火焰传播过程的计算模型,并分别与相应实验结果对比,验证了模型准确性。进一步地,利用以上模型研究了定容弹内流体介质的温度场分布情况以及定容弹温度场分布对氢气-空气火焰传播过程和层流燃烧速度测量准确性的影响。本文的主要研究结果可以总结如下:(1)在加热状态下,弹内流体介质温度呈现出沿重...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 本文的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 初始温度对燃料层流燃烧速度影响的研究现状
        1.2.2 球形传播火焰实验准确性的研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及技术路线
    1.4 本文的章节安排
第2章 实验和数值模拟方法
    2.1 球形传播火焰实验及温度场测量方法
        2.1.1 实验装置组成
        2.1.2 初始条件的选择
        2.1.3 球形传播火焰实验过程
        2.1.4 球性传播火焰数据处理方法
        2.1.5 定容弹加热及温度场测量方法
    2.2 数值模拟方法
        2.2.1 计算流体力学介绍
        2.2.2 定容弹温度场分布的数值模拟方法
        2.2.3 球形火焰传播过程的数值模拟方法
    2.3 本章小结
第3章 定容弹的温度场分析
    3.1 定容弹温度场分布的计算模型
        3.1.1 定容弹模型简化方法
        3.1.2 计算模型建立
        3.1.3 初始条件和边界条件的设定
    3.2 定容弹温度场分布的模型验证
    3.3 不同加热带电压下定容弹温度场分布
    3.4 定容弹加热方式的优化
    3.5 本章小结
第4章 温度场不均匀性对层流燃烧速度测定的影响
    4.1 球形火焰传播模型的建立
        4.1.1 模型简化及网格划分
        4.1.2 初始条件和边界条件的设定
        4.1.3 燃烧模型的建立
    4.2 球形火焰传播模型的验证
        4.2.1 火焰面的界定
        4.2.2 模拟结果与实验结果的对比分析
    4.3 球形火焰传播过程的分析
    4.4 温度场不均匀性对球形火焰传播过程的影响
        4.4.1 不均匀初始温度场的设定
        4.4.2 不均匀温度场对球形火焰传播过程的影响
        4.4.3 温度场不均匀性对层流燃烧速度测量的影响
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的成果
参与的科研项目



本文编号：3817566