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高压下氢气-乙醇球形膨胀火焰的层流燃烧速度和火焰不稳定性研究 被引量：1
1
作者 张衍 张嘉玮 王筱蓉 《新能源进展》 CSCD 2023年第1期69-75,共7页
在初始温度为400 K、不同的初始压力(0.1 MPa、0.4 MPa)、氢气比例(70%、80%)和当量比(0.7~1.4)条件下进行氢气-乙醇预混燃烧实验,使用高速纹影技术记录火焰传播图像。对氢气-乙醇球形膨胀火焰中的层流燃烧速度(LBV)进行实验研究,发现LB... 在初始温度为400 K、不同的初始压力(0.1 MPa、0.4 MPa)、氢气比例(70%、80%)和当量比(0.7~1.4)条件下进行氢气-乙醇预混燃烧实验,使用高速纹影技术记录火焰传播图像。对氢气-乙醇球形膨胀火焰中的层流燃烧速度(LBV)进行实验研究,发现LBV随着氢气比例的增加而增加,压力升高却有着负影响。对火焰发展不同阶段的火焰形貌进行了研究。当火焰表面的大裂纹分裂出现小裂纹并且导致新细胞再生时,火焰变得不稳定。通过热膨胀比、火焰厚度和刘易斯数等参数考察了流体动力学效应和热扩散效应对火焰固有不稳定性的影响。结果表明,流体动力不稳定性随着压力的增加而增加,热扩散不稳定性对压力变化的敏感性较低。此外,增加氢气比例或初始压力会导致火焰更早遭受不稳定。 展开更多
关键词 氢气-乙醇 层流燃烧速度 流体动力学不稳定 热扩散不稳定
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氢气乙醇混合物层流燃烧速度及火焰不稳定性研究
2
作者 张璇 王筱蓉 +1 位作者 张嘉玮 张衍 《分布式能源》 2023年第2期61-66,共6页
氢气是一种高效的添加剂,可改善乙醇燃料的燃烧特性,为更好地应用于燃烧装置,有必要研究其层流燃烧特性。在初始压力为0.1及0.4 MPa,初始温度为400 K,等效比范围为0.7~1.4,氢气比例为20%、50%和80%下进行实验,采用定压法(constant press... 氢气是一种高效的添加剂,可改善乙醇燃料的燃烧特性,为更好地应用于燃烧装置,有必要研究其层流燃烧特性。在初始压力为0.1及0.4 MPa,初始温度为400 K,等效比范围为0.7~1.4,氢气比例为20%、50%和80%下进行实验,采用定压法(constant pressure method,CPM)得到层流燃烧速度(laminar burning velocity,LBV)。对火焰发展不同阶段的火焰形貌进行研究,当火焰表面的大裂纹分裂出现小裂纹,并导致新细胞再生时,火焰变得不稳定;还研究流体动力学效应和热扩散效应对火焰固有不稳定性的影响。结果表明:LBV随着氢气比例的增加而增加,在富氢状态下其提升效果更加显著;流体动力不稳定性随着压力的增加而增加,热扩散不稳定性对压力变化不敏感;此外,增加氢气比例或初始压力将使火焰更早变得不稳定。 展开更多
关键词 氢气-乙醇 定容燃烧弹 层流燃烧速度(LBV) 热扩散不稳定
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氢气-乙醇-空气预混层流燃烧特性仿真研究
3
作者 闫晨朝 姜根柱 王筱蓉 《新能源进展》 CSCD 2023年第5期450-456,共7页
利用数值模拟方法,采用Chemkin软件分析计算得到氢气-乙醇-空气预混燃料的层流燃烧速度、密度比、绝热火焰温度、火焰厚度、敏感性系数和主要自由基的摩尔分数等数据。结果表明,预混火焰的层流燃烧速度与初始压力呈负相关,在所有初始条... 利用数值模拟方法,采用Chemkin软件分析计算得到氢气-乙醇-空气预混燃料的层流燃烧速度、密度比、绝热火焰温度、火焰厚度、敏感性系数和主要自由基的摩尔分数等数据。结果表明,预混火焰的层流燃烧速度与初始压力呈负相关,在所有初始条件下,其峰值出现在当量比Φ为1.2左右,并且随着氢气含量的增加,峰值向富燃侧移动。密度比和绝热火焰温度都随着当量比的增大而呈现先升后降的变化趋势,而火焰厚度则表现出相反的规律。绝热火焰温度在Φ=1.1时达到最高,比层流燃烧速度达到最高值的当量比小,这是由于实验中存在较大的热损失。此外,初始压力的升高会使得火焰厚度变薄,导致火焰表现出不稳定的趋势。在任何工况下,H+O_(2)=O+OH均为敏感性系数最高的基元反应,该基元反应的敏感性系数与H摩尔分数均在Φ=1.2时达到最大值。 展开更多
关键词 氢气-乙醇-空气 CHEMKIN 层流燃烧 仿真
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氢气-甲烷-乙醇混合燃料的爆炸压力特性
4
作者 郭宏展 张衍 王筱蓉 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期166-178,共13页
在初始温度为400 K,不同的初始压力(0.1、0.2、0.4 MPa)、乙醇体积分数(20%,50%,80%)和当量比(0.8~1.4)下,采用定容燃烧弹对氢气-甲烷-乙醇的爆炸特性进行研究。将实验中获得的原始电压信号转换为压力数据并进行高斯滤波降噪处理,通过... 在初始温度为400 K,不同的初始压力(0.1、0.2、0.4 MPa)、乙醇体积分数(20%,50%,80%)和当量比(0.8~1.4)下,采用定容燃烧弹对氢气-甲烷-乙醇的爆炸特性进行研究。将实验中获得的原始电压信号转换为压力数据并进行高斯滤波降噪处理,通过爆炸压力、压力上升率、爆炸指数和爆炸时间等相关参数来分析爆炸特性,这些参数可以用于评估可燃物爆炸强烈程度,同时对燃料的层流燃烧速度、敏感性和反应路径进行分析。结果表明:随着初始压力的增加,预混燃料的爆炸压力峰值、最大压力上升速率、爆炸指数和爆炸时间均显著增加。乙醇比例的增加会降低最大压力上升速率和爆炸指数,但会增加爆炸压力和爆炸时间。燃料在不同的初始压力和乙醇比例下,总在当量比为1.2~1.3之间达到爆炸压力峰值、最大压力上升速率、爆炸指数的极大值和爆炸时间的极小值。此外,灵敏度分析表明预混燃料的爆炸反应程度与燃烧过程中生成的H和OH自由基数量有很大关系。总体而言,研究获得的爆炸指数在大多数工况下均低于20 MPa·m/s,表明该燃料处于相对安全水平。 展开更多
关键词 氢气-甲烷-乙醇 爆炸特性 爆炸压力 爆炸指数 敏感度系数
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