為探究不同受限形式對火羽流流場的影響,采用精細熱電偶技術(shù)和粒子圖像測速(PIV技術(shù),監(jiān)測擴散燃燒器在自由空間、側(cè)壁空間和墻角空間下火羽流高度、溫度和流場等,了解不同受限形式下火羽流流場特性。結(jié)果表明:當無量綱火源功率Q*小于1.5時,無量綱火焰高度Lf/D隨之線性增加;當Q*超過1.5時,Lf/D增加幅度減小;在不同受限空間內(nèi)的橫向速度分布均服從近似高斯分布,且側(cè)壁空間和墻角空間會使火焰中心產(chǎn)生一定偏離; Q*為1.982時,渦旋直徑為3.5～8 cm,渦度大小隨側(cè)壁面的增加逐漸增大,這是因為側(cè)壁存在時渦旋會發(fā)生脫落,這種脫落導致短時間內(nèi)釋放大量熱量,對火羽流存在拉伸作用從而促進燃燒,并進一步產(chǎn)生更大的渦旋。

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【部分圖文】：

圖1 試驗裝置

試驗中為得到滿足火羽流速度場可視化要求的圖像，在視場內(nèi)播撒示蹤粒子，采用電荷耦合元件(Charge-CoupledDevice,CCD)攝像機同步曝光拍攝示蹤粒子位移，得出流場中粒子的瞬時速度場，試驗裝置如圖1所示。通過比較，筆者選擇了二氧化鈦(TiO2)粒子作為示蹤劑，在火....

圖2 CCD相機灰度火焰圖像

從圖2可以看出，對比自由空間和受限空間內(nèi)的火焰圖像，受限空間中的側(cè)壁對火焰發(fā)展產(chǎn)生明顯影響。在自由空間內(nèi)，火源上方火焰正常發(fā)展，并從邊緣不斷夾帶空氣，其中火焰中部和頂端夾帶較大，火羽流兩側(cè)有明顯向外擴張趨勢;在側(cè)壁空間條件時，相當于在火焰單面使環(huán)境封閉，減少甚至消除了側(cè)面的空氣夾....

圖3 無量綱火焰高度關(guān)于Q*的關(guān)系

圖4為自由空間條件下無量綱熱釋放速率Q*=1.982時的溫度分布�？梢钥闯觯鹪瓷戏綔囟入S高度增加先增大后降低，直到和環(huán)境溫度一致。在高度為8cm處的火焰溫度達到最大，燃燒反應(yīng)最劇烈，最高溫度值在1500～1600K;結(jié)合數(shù)據(jù)和真實火焰圖像，發(fā)現(xiàn)在高度為22cm處出現(xiàn)溫....

圖4 Q*=1.982時自由空間內(nèi)的火焰溫度

圖3無量綱火焰高度關(guān)于Q*的關(guān)系2.2速度場和渦度場

本文編號：4040818