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燃气轮机燃烧室预混燃烧器天然气燃料/空气掺混均匀性研究 被引量：32
1
作者 邵卫卫 赵岩 +5 位作者 刘艳 王翰林 田勇 路源 张哲巅 肖云汉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期795-802,共8页
采用数值模拟与实验研究相结合的方法开展了应用于燃气轮机燃烧室的预混燃烧器中燃料/空气掺混均匀性问题研究。在CHEMKIN软件中建立化学反应网络模型,通过零维模拟研究了燃/空预混不均匀度对NO_x排放的影响规律。针对某预混燃烧器,从... 采用数值模拟与实验研究相结合的方法开展了应用于燃气轮机燃烧室的预混燃烧器中燃料/空气掺混均匀性问题研究。在CHEMKIN软件中建立化学反应网络模型,通过零维模拟研究了燃/空预混不均匀度对NO_x排放的影响规律。针对某预混燃烧器,从影响燃料/空气掺混均匀性角度,采用三维数值模拟手段对预混段长度和燃料孔径结构开展了参数化研究,评估了预混段长度对流场和组分场的综合影响,着重关注燃/空动量比对燃料射流深度的影响,进而分析其对燃料/空气掺混性能的影响。最后,选取2种典型预混燃烧器结构,实验测量了预混火焰在不同当量比工况下的OH分布和NO_x排放。结果表明,相同当量比工况下,2种预混燃烧器火焰结构相似,尺寸变化不大,但燃/空掺混性能更优的火焰OH峰值信号强度低,脉动小;燃/空预混不均匀度直接影响NO_x排放,尤其在高当量比工况下影响更加显著。研究结果将对预混燃烧器优化设计提供参考。 展开更多
关键词 燃气轮机 天然气 预混燃烧 燃/空预混不均匀度 射流深度 NOX排放 OH分布
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微型燃气轮机环型燃烧室的设计研究 被引量：27
2
作者 张文普 丰镇平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期150-153,共4页
环型燃烧室虽然结构复杂,但具有燃烧效率高、结构紧凑等优点,更符合微型燃气轮机未来发展的要求。文中结合微型燃气轮机的研发,进行了 100kW 级微型燃气轮机环型燃烧室的初步设计工作,在设计中,采用了按燃烧完全度、总压恢复系数、原准... 环型燃烧室虽然结构复杂,但具有燃烧效率高、结构紧凑等优点,更符合微型燃气轮机未来发展的要求。文中结合微型燃气轮机的研发,进行了 100kW 级微型燃气轮机环型燃烧室的初步设计工作,在设计中,采用了按燃烧完全度、总压恢复系数、原准机放大等三种方法进行基本几何尺寸的确定,并将三种设计尺寸相比较,取其最大设计尺寸进行燃烧室结构的初步设计;并在初步设计的基础上,通过数值计算及分析,探讨了燃烧室内燃烧流动和燃烧室出口温度分布的特点及其对进一步设计的影响;数值结果同设计数据的基本一致,表明文中设计基本满足了设计要求。 展开更多
关键词 微型燃气轮机 燃烧室 燃烧效率 出口温度 流动 设计研究 数值计算 环型 明文 设计数据
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多孔介质中的预混燃烧发展现状 被引量：24
3
作者 吴学成 程乐鸣 +2 位作者 王恩宇 骆仲泱 岑可法 《电站系统工程》 北大核心 2003年第1期37-40,共4页
论述了多孔介质燃烧技术机理、优点和应用前景,对多孔介质的材料、特别是泡沫陶瓷进行了讨论,回顾了对几种多孔介质的热物理特性和传输特性的一些研究。还介绍了气体在多孔介质中燃烧的研究现状、组合多孔介质和多级燃烧方式在该技术中... 论述了多孔介质燃烧技术机理、优点和应用前景,对多孔介质的材料、特别是泡沫陶瓷进行了讨论,回顾了对几种多孔介质的热物理特性和传输特性的一些研究。还介绍了气体在多孔介质中燃烧的研究现状、组合多孔介质和多级燃烧方式在该技术中的应用及其与燃烧规律相匹配的渐变型多孔介质燃烧器的设想。 展开更多
关键词 多孔介质 预混燃烧 热物理特性 传输特性 气体燃料
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多孔泡沫陶瓷中预混火焰燃烧速率的试验研究 被引量：20
4
作者 吕兆华 孙思诚 裴锦华 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 1995年第2期129-134,共6页
本文对在多孔泡沫陶瓷中的甲烷／空气预混燃烧的燃速特性进行了实验研究，用一专用燃烧器对两种材质不同孔径尺寸的多孔介质分别测定了它们的预混燃烧速率。所得结果表明，其燃速与层流无多孔介质的自由火焰相比有显著的提高，并且受到... 本文对在多孔泡沫陶瓷中的甲烷／空气预混燃烧的燃速特性进行了实验研究，用一专用燃烧器对两种材质不同孔径尺寸的多孔介质分别测定了它们的预混燃烧速率。所得结果表明，其燃速与层流无多孔介质的自由火焰相比有显著的提高，并且受到材质和孔径大小的影响。同时，当量比的可燃稳定上下界限也有相应扩大。 展开更多
关键词 陶瓷燃烧器 多孔介质 火焰 预混燃烧 燃烧性能
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管道燃气爆炸特性实验研究 被引量：28
5
作者 程浩力 李睿 刘德俊 《中国安全生产科学技术》 CAS 北大核心 2010年第4期23-27,共5页
管道是化工及油气储运系统的重要组成部分,却时常受燃烧爆炸事故的威胁,因此对管道中燃气燃烧爆炸特性与规律的研究就十分必要。以甲烷作为研究对象,采用压力传感器以及火焰传感器等对水平封闭管道内甲烷-空气预混燃烧爆炸进行了实验研... 管道是化工及油气储运系统的重要组成部分,却时常受燃烧爆炸事故的威胁,因此对管道中燃气燃烧爆炸特性与规律的研究就十分必要。以甲烷作为研究对象,采用压力传感器以及火焰传感器等对水平封闭管道内甲烷-空气预混燃烧爆炸进行了实验研究,通过大量实验来研究可燃气体爆炸压力与火焰及其传播变化规律。根据实验结果将超压以及气体燃烧的变化情况,对前驱冲击波与火焰面的相对时间及相对位置关系进行了分析。结果显示,管道中会产生前驱压力波,并超前火焰阵面甲烷气体在管道传播过程中,出现冲击波反压射、波叠加及反冲现象,压力的持续时间较火焰光信号持续时间长。所做的工作为油气受限空间中燃气燃烧爆炸特性与规律的进一步研究及工业防爆抑爆技术及工艺的实施、系统设计以及关键参数计算提供了理论依据。 展开更多
关键词 前驱冲击波 预混燃烧 甲烷-空气混合气体 超压 受限空间 管道
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甲烷预混燃烧火焰的详细数值模拟 被引量：17
6
作者 李宇红 祁海鹰 张宏武 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第1期119-122,共4页
将六步简化甲烷燃烧反应模型与层流Ｎ－Ｓ方程相结合，数值模拟了定常与非定常的甲烷预混燃烧火焰．得到了速度、温度和包括ＣＯ和ＮＯ在内的十种组份的浓度分布；预测了进气流量脉动时的燃烧流场特性．该模型及其计算软件可较推确地模... 将六步简化甲烷燃烧反应模型与层流Ｎ－Ｓ方程相结合，数值模拟了定常与非定常的甲烷预混燃烧火焰．得到了速度、温度和包括ＣＯ和ＮＯ在内的十种组份的浓度分布；预测了进气流量脉动时的燃烧流场特性．该模型及其计算软件可较推确地模拟化学反应动力学起主导作用的甲烷预混燃烧现象，为研究燃烧过程特性，发展高效低污染燃烧技术与设备提供了有力的数值研究工具． 展开更多
关键词 甲烷燃烧 六步简化 化学反应动力学模型 N-S方程 预混燃烧 数值模拟 燃烧器设计
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热声耦合振荡燃烧的实验研究与分析 被引量：24
7
作者 张昊 朱民 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期730-744,共15页
热声耦合振荡是在推进系统工作中经常遇到的危害系统工作及安全的现象。它是由非稳定燃烧放热和压力脉动互相耦合产生的系统振荡过程。通过对天然气预混燃烧过程中的热声耦合振荡现象进行了实验研究,分析了不同当量比、热负荷和进出口... 热声耦合振荡是在推进系统工作中经常遇到的危害系统工作及安全的现象。它是由非稳定燃烧放热和压力脉动互相耦合产生的系统振荡过程。通过对天然气预混燃烧过程中的热声耦合振荡现象进行了实验研究,分析了不同当量比、热负荷和进出口边界条件下天然气燃烧的动态过程,分析其稳定范围及振荡模态随影响因素的变化规律。结果显示振荡频率随着当量比的减小有所增加,但是没有发生模态变化。在常压条件、接近贫燃熄火极限时,热声耦合振荡现象消失,压力脉动频率跃升至500 Hz或1000 Hz附近的高频。燃烧室出口越接近阻塞条件,燃烧过程的稳定范围越小。同时入口边界位置越接近燃烧段,压力脉动频率越高。热功率变化也会对脉动频率和声压级数值产生影响。另外还采用线性扰动分析方法对天然气燃烧动态过程进行理论分析,进一步研究了不同条件下旋流预混燃烧的热声耦合振荡模态。 展开更多
关键词 预混火焰 热声耦合振荡 线性扰动分析 燃烧动力学
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惰性多孔介质中预混合燃烧的研究进展 被引量：18
8
作者 杜礼明 解茂昭 邓洋波 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期221-226,共6页
预混合气在多孔介质中的燃烧与在自由空间燃烧相比 ,在提高燃烧效率、扩展贫燃极限、节约能量和减轻环境污染等方面具有显著优越性。本文全面归纳了多孔介质预混合燃烧的特点 ,详述了国内外对多孔介质预混合燃烧的研究成果 ,指出了研究... 预混合气在多孔介质中的燃烧与在自由空间燃烧相比 ,在提高燃烧效率、扩展贫燃极限、节约能量和减轻环境污染等方面具有显著优越性。本文全面归纳了多孔介质预混合燃烧的特点 ,详述了国内外对多孔介质预混合燃烧的研究成果 ,指出了研究中存在的不足 。 展开更多
关键词 惰性多孔介质 预混合燃烧 热辐射 超绝热燃烧
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天然气发动机混合气形成与燃烧特点及性能评述 被引量：9
9
作者 宋钧 张武高 黄震 《柴油机》 2002年第3期16-20,共5页
本文根据天然气发动机混合气的形成特点,把天然气发动机分为预混合燃烧型和非均质扩散燃烧型,并分析了这两种天然气发动机的技术特点、燃烧特点与排放等性能。本文重点介绍了实现非均质扩散燃烧的不同型式高压缸内直喷天然气发动机技术... 本文根据天然气发动机混合气的形成特点,把天然气发动机分为预混合燃烧型和非均质扩散燃烧型,并分析了这两种天然气发动机的技术特点、燃烧特点与排放等性能。本文重点介绍了实现非均质扩散燃烧的不同型式高压缸内直喷天然气发动机技术及其性能特点,最后提出非均质扩散燃烧天然气发动机技术需要研究的相关问题。 展开更多
关键词 预混合燃烧 非均质扩散燃烧 高压缸内直喷 天然气发动机 混合气 燃烧特点 汽车 节能 排放
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超多喷孔油嘴喷油规律试验研究 被引量：17
10
作者 缪雪龙 王先勇 +5 位作者 俞建达 洪建海 郑金保 房志红 黄震 乔信起 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期307-312,共6页
试验研究了一种具有上下两层喷孔、喷孔总流通面积比传统油嘴大得多的超多喷孔喷油嘴,为了探索其是否有利于在柴油机上组织预混合燃烧,在EFS喷油泵综合性试验台上对其进行了喷油规律的测试,并与传统油嘴的喷油规律进行了对比。发现在循... 试验研究了一种具有上下两层喷孔、喷孔总流通面积比传统油嘴大得多的超多喷孔喷油嘴,为了探索其是否有利于在柴油机上组织预混合燃烧,在EFS喷油泵综合性试验台上对其进行了喷油规律的测试,并与传统油嘴的喷油规律进行了对比。发现在循环喷油量较小时,超多喷孔油嘴与传统油嘴相比喷油速率变化不显著,但随着循环喷油量的增加、喷射压力的提高,超多喷孔油嘴与传统油嘴相比具有较高的喷油速率、较大的累积喷油量、较短的喷射持续期,这些特性非常有利于在柴油机上组织预混合燃烧。 展开更多
关键词 超多喷孔油嘴 喷油速率 预混合燃烧
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模型燃气轮机燃烧室三维反应流数值模拟 被引量：11
11
作者 孟岚 刘立波 +1 位作者 连洪军 刘顺隆 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2003年第1期35-40,共6页
对一种模型燃气轮机燃烧室中的三维反应流进行了数值模拟.模型燃烧室的燃料是CH4,燃烧类型是预混燃烧.在数值模拟过程中,湍流场的计算采用了k-ε双方程湍流模型;燃烧模型采用EBU漩涡破碎模型;在计算化学反应时采用了简单化学反应系统假... 对一种模型燃气轮机燃烧室中的三维反应流进行了数值模拟.模型燃烧室的燃料是CH4,燃烧类型是预混燃烧.在数值模拟过程中,湍流场的计算采用了k-ε双方程湍流模型;燃烧模型采用EBU漩涡破碎模型;在计算化学反应时采用了简单化学反应系统假设.另外在数值模拟过程中考虑了辐射问题,具体采用六通量辐射模型.通过数值模拟给出了速度、压力、温度、焓值、燃料分布、含氧量、燃烧产物、燃料空气混合比、湍流粘性系数、湍流耗散动能、以及空间3个方向的辐射热通量等变量的分布情况.对计算结果进行了分析,由分析可以验证数值模拟结果的准确性.并对模型燃烧室进行三维反应流数值模拟的工作为今后对实际燃烧室反应流的数值模拟打下了一定的基础. 展开更多
关键词 燃气轮机燃烧室 数值模拟 湍流 预混燃烧 辐射
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预混合燃烧系统中多孔介质作用数值研究 被引量：13
12
作者 杜礼明 解茂昭 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期70-75,共6页
根据气固两相局部非热平衡假设,建立了混合气在惰性多孔介质中预混合燃烧的一维数学模型,研究了不同情况下甲烷-空气的预混合气在多孔介质中燃烧时的温度分布和燃烧速率,并与自由空间中相应的值进行比较.结果表明,多孔介质的存在可以扩... 根据气固两相局部非热平衡假设,建立了混合气在惰性多孔介质中预混合燃烧的一维数学模型,研究了不同情况下甲烷-空气的预混合气在多孔介质中燃烧时的温度分布和燃烧速率,并与自由空间中相应的值进行比较.结果表明,多孔介质的存在可以扩展混合气的燃烧极限,明显改善了燃烧室的换热性能,强化了对新鲜混合气的预热,降低了热量损失;在多孔介质中混合气的燃烧温度和燃烧室的温度明显升高,反应区厚度和燃烧速率显著增大.数值结果与其他研究者的实验结果是一致的. 展开更多
关键词 预混合燃烧系统 多孔介质 数值模拟 反应区厚度 温度分布 燃烧速率
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预混气体在泡沫陶瓷多孔介质燃烧温度分布与火焰面移动特性 被引量：15
13
作者 朱茜茜 程乐鸣 +2 位作者 郑成航 骆仲泱 岑可法 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第17期63-69,145,共7页
为了解多孔介质内预混燃烧的温度特性和火焰面传播特性，采用红外热像仪对不同当量比和进口气体速度的甲烷／空气预混气体在泡沫陶瓷多孔介质内的燃烧进行试验研究。泡沫陶瓷材料采用碳化硅、氧化铝和氧化锆，泡沫陶瓷孔径采用394、787... 为了解多孔介质内预混燃烧的温度特性和火焰面传播特性，采用红外热像仪对不同当量比和进口气体速度的甲烷／空气预混气体在泡沫陶瓷多孔介质内的燃烧进行试验研究。泡沫陶瓷材料采用碳化硅、氧化铝和氧化锆，泡沫陶瓷孔径采用394、787和1181PPM。结果表明，火焰面移动速度和当量比呈反比，受进口气体速度的影响不明显；火焰可以向上游或向下游传播，火焰面移动速度范围为-O．35-0．38mm／s确定了不同材料和孔径的泡沫陶瓷内的驻定燃烧当量比和白稳定当量比范围。 展开更多
关键词 多孔介质 预混燃烧 火焰面移动 驻定燃烧
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柴油机预混合燃烧技术 被引量：7
14
作者 高海洋 曹惠玲 董锡强 《车用发动机》 北大核心 2001年第3期1-5,共5页
介绍了近年来在柴油机上进行了一系列实现均质预混合燃烧技术的研究 ,包括预混稀薄狄塞尔燃烧系统 ,UNIBUS燃烧系统 ,均质充气压缩着火 (HCCI)燃烧系统 ,准均质预混合气充气压缩点燃 (QHCCI)燃烧系统 ,提出这些研究对于根本解决扩散燃... 介绍了近年来在柴油机上进行了一系列实现均质预混合燃烧技术的研究 ,包括预混稀薄狄塞尔燃烧系统 ,UNIBUS燃烧系统 ,均质充气压缩着火 (HCCI)燃烧系统 ,准均质预混合气充气压缩点燃 (QHCCI)燃烧系统 ,提出这些研究对于根本解决扩散燃烧的缺陷所具有的重要意义。 展开更多
关键词 柴油机 预混合燃烧 稀薄燃烧 HCCI 均质充气压缩着火燃烧系统
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多孔介质中预混火焰猝熄及自稳定性研究 被引量：12
15
作者 王恩宇 程乐鸣 +1 位作者 骆仲泱 岑可法 《热科学与技术》 CAS CSCD 2005年第1期58-62,共5页
分析了多孔介质中预混火焰的猝熄效应 ,试验测定了一系列工况下泡沫陶瓷的猝熄直径和自稳定范围 ,为多孔介质燃烧器的开发设计提供了依据。通过分析发现 ,猝熄直径受到多个参数的影响 ,包括 :混合气体的流速 u、预混气体的层流火焰传播... 分析了多孔介质中预混火焰的猝熄效应 ,试验测定了一系列工况下泡沫陶瓷的猝熄直径和自稳定范围 ,为多孔介质燃烧器的开发设计提供了依据。通过分析发现 ,猝熄直径受到多个参数的影响 ,包括 :混合气体的流速 u、预混气体的层流火焰传播速度 SL、燃烧室空管 Re、预混气体的导温系数 a、当量比 以及多孔介质固体温度 Ts。通过对多孔介质中燃烧的自稳定性试验研究 ,发现了多孔介质燃烧器中火焰稳定极限 (吹脱极限和回火极限 )与多孔介质平均孔径和气流速度及燃烧当量比的关系。 展开更多
关键词 多孔介质 预混火焰 量比 预混气体 极限 稳定性研究 层流 燃烧器 燃烧室 火焰传播速度
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柴油机预混合燃烧循环变动特性研究 被引量：13
16
作者 郑金保 缪雪龙 +2 位作者 王先勇 洪建海 陈希颖 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期85-92,共8页
在发动机台架进行了直喷式柴油机预混合燃烧中低负荷循环变动的试验研究。分析了EGR、喷油始点和喷油压力对预混合燃烧循环变动的影响。研究结果表明:预混合燃烧的燃烧持续期短,放热迅速,最大压力升高率较大,增大EGR和推迟喷油降低了最... 在发动机台架进行了直喷式柴油机预混合燃烧中低负荷循环变动的试验研究。分析了EGR、喷油始点和喷油压力对预混合燃烧循环变动的影响。研究结果表明:预混合燃烧的燃烧持续期短,放热迅速,最大压力升高率较大,增大EGR和推迟喷油降低了最高燃烧压力和最大压力升高率,最大压力升高率的循环变动系数随EGR增大而增大,随喷油推迟而减小。燃烧发展期与最高燃烧压力、最大压力升高率、最大放热率、燃烧持续期和燃烧重心等参数具有很强的相关性。燃烧循环变动小的点与排放较好的点参数相吻合。利用空燃比很好地反映了EGR、喷油率始点等参数对燃烧循环变动系数的影响。平均指示压力的循环变动系数在正常情况均小于10%。并提出了减小循环变动进一步降低排放可能采取的措施。 展开更多
关键词 内燃机 柴油机 循环变动 压力升高率 预混合燃烧
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均质充量压缩着火发动机燃烧的研究与进展 被引量：11
17
作者 方俊华 黄震 +2 位作者 乔信起 周校平 陈红岩 《柴油机》 2002年第6期8-12,共5页
均质充量压缩着火燃烧能解决柴油机的排放问题,是很有前途的燃烧技术之一。本文介绍了几种均质充量压缩着火燃烧系统,包括进气道喷射、缸内早期喷射、推迟喷油定时和分段喷射燃烧系统;分析了均质充量压缩着火燃烧的特点和有待解决的问题。
关键词 均质充量压缩着火 直喷式柴油机 预混合燃烧 排放
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伞状喷雾及HL喷雾在柴油机均质预混合燃烧中的应用研究 被引量：4
18
作者 隆武强 冯立岩 +1 位作者 许锋 杜宝国 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期4-8,共5页
针对柴油机均质预混合燃烧的混合气形成提出满足喷雾碰壁少,雾化好等要求的早期喷射缸内预混合方式,并对喷雾状态、性质及其预混合燃烧做了深入探讨。对HL喷雾与多孔喷雾做了比较研究。试验证明,HL喷雾具备双工作模式的能力。
关键词 内燃机 预混合燃烧 柴油机 伞状喷雾 HL喷雾
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密闭储罐内填充非金属多孔材料后预混可燃气体火焰传播的数值模拟 被引量：11
19
作者 邢志祥 杜贞 +2 位作者 张成燕 欧红香 郝永梅 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期91-95,共5页
采用商业软件Fluent 6.3建立了二维的多孔介质中湍流燃烧模型,对密闭储罐内多孔介质中丙烷-空气预混燃烧进行数值模拟。结果表明:火焰在空爆时比在填充多孔材料后发展的快得多,空爆时表压数量级为106,而填充多孔材料后表压数量级为104,... 采用商业软件Fluent 6.3建立了二维的多孔介质中湍流燃烧模型,对密闭储罐内多孔介质中丙烷-空气预混燃烧进行数值模拟。结果表明:火焰在空爆时比在填充多孔材料后发展的快得多,空爆时表压数量级为106,而填充多孔材料后表压数量级为104,说明此非金属多孔材料有很好的阻火性能和抑爆性能;且多孔材料的平均孔径越小,其阻火防爆性能越好。 展开更多
关键词 安全工程 非金属多孔材料 预混燃烧 火焰速度 防爆性能 数值模拟
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多孔介质燃烧的二维数值模拟 被引量：10
20
作者 姜海 赵平辉 +1 位作者 徐侃 陈义良 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期385-390,共6页
利用商业软件FLUENT6.2结合用户自定义标量和用户自定义函数,采用二维稳态模型和简单化学反应机理,对堆积床内丙烷/空气预混燃烧进行了数值模拟,并与实验结果进行对比.结果表明,由于壁面粘性和壁面散热的影响,多孔介质燃烧火焰呈现明显... 利用商业软件FLUENT6.2结合用户自定义标量和用户自定义函数,采用二维稳态模型和简单化学反应机理,对堆积床内丙烷/空气预混燃烧进行了数值模拟,并与实验结果进行对比.结果表明,由于壁面粘性和壁面散热的影响,多孔介质燃烧火焰呈现明显的二维结构.所以在实际的燃烧器设计中应考虑壁面带来的影响. 展开更多
关键词 多孔介质 预混燃烧 二维数值模拟
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