毫米圆管内爆轰波起爆特性和传播稳定性研究

发布时间：2023-03-05 21:00

　　随着人们对动力系统的要求越来越高,爆轰燃烧方式以其高膨胀比、高燃烧效率、低污染等优势,受到越来越多的关注。通过研究爆轰现象,不仅可以避免爆燃和爆轰带来的危害,还可以对爆轰燃烧进行有效利用。本文以毫米级光滑直圆管内的爆轰波起爆和传播为研究对象,通过在长为1930mm,管径分别为0.5mm、1mm、2mm、4mm的管道中进行实验,利用高速相机拍摄在初始压力为10¹00kPa下等当量比乙烯/氧气、丙烷/氧气、乙炔/氧气/50%氩气的火焰传播过程。主要研究结果有以下几个方面:1.毫米级光滑直圆管内缓燃向爆轰转捩过程(The Deflagration to Detonation transition,简称DDT)包括:预混气被点燃,火焰开始加速,过驱爆轰产生(DDT过程),爆轰波传播四个过程。2.面积发散(ξ)效应导致DDT距离与管径和初始压力不同的变化关系,当初压低于60kPa以下时,DDT距离与管径呈线性关系,而当初压在60kPa以上时,DDT距离大致在100mm²00mm之间,随管径的变化并不明显。而在同一管径下,DDT距离随初始压力的增大而减小...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 爆轰基本概念
        1.2.1 爆轰现象的发现与发展
        1.2.2 C-J理论
        1.2.3 ZND模型
        1.2.4 爆轰波非定常结构
    1.3 爆轰研究的应用
        1.3.1 工业安全
        1.3.2 推进系统
            1.3.2.1 驻定爆轰发动机
            1.3.2.2 脉冲爆轰发动机
            1.3.2.3 旋转爆轰发动机
            1.3.2.4 微型动力系统
        1.3.3 爆轰应用前景小结
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 国外研究现状
        1.4.2 国内研究现状
        1.4.3 研究现状总结
    1.5 本文主要工作及研究内容
第二章 实验装置和测试过程
    2.1 引言
    2.2 实验系统
        2.2.1 实验管道
        2.2.2 充气配气系统
        2.2.3 点火系统
    2.3 测试系统
        2.3.1 高速相机
        2.3.2 速度计算
    2.4 实验操作与步骤
        2.4.1 实验前准备
        2.4.2 实验步骤
第三章 DDT过程和起爆距离
    3.1 引言
    3.2 DDT过程
        3.2.1 DDT过程基本理论
        3.2.2 火焰加速机理
    3.3 DDT距离
        3.3.1 DDT距离的定义
        3.3.2 初始压力对DDT距离的影响
        3.3.3 管径对DDT距离的影响
        3.3.4 边界层对DDT距离的影响
        3.3.5 预混气种类对DDT距离的影响
    3.4 本章小结
第四章 毫米级光滑直圆管道内爆轰波传播模式
    4.1 引言
    4.2 稳定传播模式
    4.3 不稳定传播模式
        4.3.1 驰振爆轰现象
        4.3.2 “结巴”爆轰现象
        4.3.3 熄爆与回传现象
    4.4 本章小结
第五章 速度亏损和爆轰极限
    5.1 引言
    5.2 爆轰波速度亏损
        5.2.1 速度亏损理论计算
        5.2.2 速度亏损实际值
    5.3 爆轰极限
        5.3.1 火焰传播
        5.3.2 爆轰波传播极限
    5.4 本章小结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 未来展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术成果



本文编号：3756907