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基于双色法的碳烟火焰三维温度场计算层析成像测量

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新能源进展 2024年第4期12卷 408-416页

作者：吴雨轩苏海航蒋利桥中国科学技术大学能源科学与技术学院广州510640 中国科学院广州能源研究所广州510640 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室广州510640

建立了一种基于多角度火焰光学投影信号获取的三维层析重建成像算法,用于测量不规则形态火焰的三维结构。通过搭建可旋转的射流燃烧装置建立不规则轮廓非预混稳定乙烯碳烟火焰,采用单一像增强相机(ICCD)从28个不同角度依次进行火焰自发... 详细信息

建立了一种基于多角度火焰光学投影信号获取的三维层析重建成像算法,用于测量不规则形态火焰的三维结构。通过搭建可旋转的射流燃烧装置建立不规则轮廓非预混稳定乙烯碳烟火焰,采用单一像增强相机(ICCD)从28个不同角度依次进行火焰自发光的全波段、550 nm和650 nm窄波段投影图像采集,结合自编制的三维重建程序与修正双色法,实现了碳烟火焰三维温度场测量。结果表明,三维重构算法能够再现火焰结构与温度场三维空间分布特性,温度测量值符合层流乙烯扩散碳烟火焰温度范围,采用任意不同角度投影图像数据的数目高于15个时,重构效果最好。

关键词：碳烟火焰计算层析成像三维温度场双色法

催化涂层CeO-ZrO提高平板式燃烧器火焰稳定性研究

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化工学报 2024年

作者：李凡尹艳君徐俊超蒋利桥汪小憨楚化强安徽工业大学能源与环境学院中国科学院广州能源研究所巢湖学院化学与材料工程学院

基于具有优异氧离子传输性能的CeO2-ZrO2涂层材料调控火焰与壁面相互作用是实现强化稳燃的一种新策略。本文利用平面激光诱导荧光技术研究了催化涂层CeO2-ZrO2和普通不锈钢（STS304）壁面对平板式燃烧器内化学当量比的甲烷/空气预混火... 详细信息

基于具有优异氧离子传输性能的CeO2-ZrO2涂层材料调控火焰与壁面相互作用是实现强化稳燃的一种新策略。本文利用平面激光诱导荧光技术研究了催化涂层CeO2-ZrO2和普通不锈钢（STS304）壁面对平板式燃烧器内化学当量比的甲烷/空气预混火焰性能的影响，获取了火焰形态变化特征、熄火特性以及OH自由基分布规律。研究结果表明，CeO2-ZrO2涂层的热-化学效应对火焰高度的影响与壁温和通道间距条件相关。该催化涂层干预下的熄火间距随壁温升高呈单调下降趋势；相比于STS304壁面，高壁温条件下火焰核心区OH基最高荧光强度值明显增长，显示出燃烧强度的大幅提升。对于通道间距为4mm、壁温为700℃工况，不同壁面材料对应的近壁OH基浓度由高到低依次为：CeO2-ZrO2涂层>惰性STS304>活性STS304，这与温度补偿的化学作用因子（表征气固界面上自由基吸附失活程度）顺序恰好相反，表明催化活性CeO2-ZrO2涂层的使用能够大大减少近壁区域的自由基化学湮灭数量，对强化燃烧具有一定促进作用。

关键词： CeO -ZrO 催化涂层平面激光诱导荧光火焰-壁面相互作用熄火间距化学作用因子

预混气温度及多孔材料特性对多孔介质表面火焰的影响

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中国电机工程学报 2010年第32期30卷 46-52页

作者：冯耀勋王勇蒋利桥赵黛青汪小憨中国科学院广州能源研究所广东省广州市510640

为优化设计基于多孔介质壁面的低热损失微燃烧器结构,以甲烷/空气为预混气实验考察了预混气初始温度多孔壁面材料对多孔介质平面火焰形成、燃烧特性的影响。实验表明:在低当量比工况下(≤0.8)由于预混气初始温度升高可以有效降低多孔板... 详细信息

为优化设计基于多孔介质壁面的低热损失微燃烧器结构,以甲烷/空气为预混气实验考察了预混气初始温度多孔壁面材料对多孔介质平面火焰形成、燃烧特性的影响。实验表明:在低当量比工况下(≤0.8)由于预混气初始温度升高可以有效降低多孔板对火焰的影响(热损失),可以有效地拓宽平面火焰形成范围。当量比较大时(>0.8),由于甲烷在多孔板内部消耗,多孔表面火焰温度反而下降。不同材料的多孔板对火焰的影响主要由于导热系数差异引起,而且在火焰温度较低的时候明显。当火焰温度较高时几乎没影响。导热系数越小,多孔介质壁面温度越低。

关键词：微燃烧器多孔壁面预混气温度多孔材料特性平面火焰

利用平面激光诱导荧光技术及CH滤镜测量微喷管射流火焰OH及CH基元

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光学精密工程 2017年第5期25卷 1119-1125页

作者：李星蒋利桥杨浩林张京赵黛青中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点实验室广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室

微射流火焰形貌观测及火焰中重要基元的准确测量,对利用微尺度火焰燃烧特性研制开发微型燃烧动力系统具有重要意义。本文建立了微喷管射流火焰实验及光学测量系统,对H;和CH;微射流火焰进行了实验研究,测量了两种重要基元（CH,OH）的空... 详细信息

微射流火焰形貌观测及火焰中重要基元的准确测量,对利用微尺度火焰燃烧特性研制开发微型燃烧动力系统具有重要意义。本文建立了微喷管射流火焰实验及光学测量系统,对H;和CH;微射流火焰进行了实验研究,测量了两种重要基元（CH,OH）的空间分布。首先,探索了相机曝光时间对H;微射流火焰成像的影响,得到了不同流速下H;微射流火焰形貌的变化规律。其次,采用平面激光诱导荧光测量技术得到了不同燃料流速下H;及CH;微射流火焰中OH基元分布,同时还利用单反相机加CH滤镜通过长时间曝光（30s）的方法获得了CH;微射流火焰中CH基元的分布。结果表明,火焰图像清晰度随曝光时间增加提高,曝光时间30s时可获得H;微射流火焰的清晰照片;采用分辨率2 048×2 048的ICCD相机可获得微尺度火焰OH基元分布的清晰图像。微射流火焰形貌及重要基元的实验结果表明相关数值计算方法准确可靠。

关键词：光学测量激光光谱平面激光诱导荧光微射流火焰 OH CH

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自由射流预混合微火焰的燃烧特性

燃烧科学与技术 2009年第5期15卷 440-444页

作者：蒋利桥赵黛青杨卫斌汪小憨中国科学院广州能源研究所广州510640

对静止空气中自由射流微喷管甲烷/空气预混合火焰的燃烧特性进行了实验研究,考察了火焰高度特征及其相关影响因素,详细探讨了尺度变化对微火焰熄火极限的影响.结果表明:微喷管射流预混合火焰为层流火焰,火焰高度与微喷管出口流速成正比... 详细信息

对静止空气中自由射流微喷管甲烷/空气预混合火焰的燃烧特性进行了实验研究,考察了火焰高度特征及其相关影响因素,详细探讨了尺度变化对微火焰熄火极限的影响.结果表明:微喷管射流预混合火焰为层流火焰,火焰高度与微喷管出口流速成正比,火焰高度随当量比减小而减小;同一当量比下,无量纲参数H/d(火焰高度/微喷管直径)与出口Re数呈线性关系.微尺度效应导致预混合火焰淬熄速度明显增大,同时可燃极限当量比远大于1,微预混合火焰发生淬熄的主要原因是微尺度下热量和质量扩散作用明显增强.

关键词：微尺度燃烧预混合火焰火焰高度熄火极限

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新型低热损失微燃烧器原型的实验研究

热能动力工程 2008年第1期23卷 88-91页

作者：蒋利桥赵黛青汪小憨杨卫斌中国科学技术大学热科学与能源工程系安徽合肥230026 中国科学院广州能源研究所广东广州510640

试验研究了一种降低微燃烧器热损失的新方式,其原理是通过多孔壁面均匀进气来预热未燃混合气,同时降低壁面温度,从而有效降低燃烧器热损失。结果表明:采用燃烧器周向供给富燃料混合气,端面中心供给空气的组合进气方式,可以在微燃烧器内... 详细信息

试验研究了一种降低微燃烧器热损失的新方式,其原理是通过多孔壁面均匀进气来预热未燃混合气,同时降低壁面温度,从而有效降低燃烧器热损失。结果表明:采用燃烧器周向供给富燃料混合气,端面中心供给空气的组合进气方式,可以在微燃烧器内形成稳定的管状预混合火焰,火焰呈蓝色,燃烧稳定。当火焰温度达到1100℃以上时,燃烧器内壁的温度低于500℃,外壁面温度在150℃左右,微燃烧器的侧壁面热损失率约为6%,对于强化微燃烧器的火焰稳定性效果显著。

关键词：微燃烧器微尺度火焰热损失多孔介质

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多孔介质表面火焰的燃烧特性

中国电机工程学报 2009年第29期29卷 67-71页

作者：王勇蒋利桥赵黛青汪小憨杨卫斌中国科学院广州能源研究所广东省广州市510640

为优化设计基于多孔介质壁面的低热损失微燃烧器,以甲烷/空气预混气为燃料,对多孔介质表面平面火焰形成特性进行实验研究。试验表明:在一定燃料当量比和流量范围内,多孔介质表面能够形成稳定的平面火焰。在燃料当量比小于1时,平面火焰... 详细信息

为优化设计基于多孔介质壁面的低热损失微燃烧器,以甲烷/空气预混气为燃料,对多孔介质表面平面火焰形成特性进行实验研究。试验表明:在一定燃料当量比和流量范围内,多孔介质表面能够形成稳定的平面火焰。在燃料当量比小于1时,平面火焰极限范围随当量比增加而增加,过高的预混气流量时会引起平面火焰面不稳定、破裂和火焰厚度增加。形成平面火焰时,随预混气流量和当量比增加,火焰温度升高,火焰高度降低,火焰面更贴近壁面。同当量比下,预混流量越大多孔进气壁面温度越低。该火焰和壁面温度特性适合在微小空间内组织稳定燃烧。

关键词：微燃烧器多孔壁面表面火焰燃烧特性

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微尺度甲烷扩散火焰及其熄灭特性

燃烧科学与技术 2007年第2期13卷 183-186页

作者：蒋利桥赵黛青汪小憨中国科学技术大学热科学与能源工程系合肥230026 中国科学院广州能源研究所广州510070

用不同直径微/小尺度圆管对甲烷在空气中的扩散燃烧进行实验研究,分析了微/小尺度火焰的结构,考察了影响火焰高度的相关因素,详细探讨了火焰的熄灭极限特点,并拟合了淬熄速度与喷管出口直径d之间的经验关系式.结果表明,火焰的高度与喷... 详细信息

用不同直径微/小尺度圆管对甲烷在空气中的扩散燃烧进行实验研究,分析了微/小尺度火焰的结构,考察了影响火焰高度的相关因素,详细探讨了火焰的熄灭极限特点,并拟合了淬熄速度与喷管出口直径d之间的经验关系式.结果表明,火焰的高度与喷管出口速度呈线性关系,随d减小而减小;H/d(火焰高度/喷口直径)与出口处Re值成正比,与d无关;随尺度d的减少,下限(淬熄速度)增大,火焰的稳燃区间变小,稳定燃烧条件苛刻.

关键词：微尺度燃烧扩散火焰熄灭极限

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二甲醚低温氧化及甲醛生成特性实验研究

工程热物理学报 2011年第1期32卷 149-151页

作者：曾小军赵黛青汪小憨蒋利桥张立志中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国科学院研究生院北京100049

在常压环境下对二甲醚的低温氧化特性做了实验研究,并在不同当量比下研究了预混气中甲醛的生成特性。实验结果表明,二甲醚在200℃左右开始缓慢发生氧化反应,在250～379℃时氧化反应最为剧烈,750℃时被完全氧化为CO_2和水;在二甲醚低温... 详细信息

在常压环境下对二甲醚的低温氧化特性做了实验研究,并在不同当量比下研究了预混气中甲醛的生成特性。实验结果表明,二甲醚在200℃左右开始缓慢发生氧化反应,在250～379℃时氧化反应最为剧烈,750℃时被完全氧化为CO_2和水;在二甲醚低温氧化产物中,甲醛是其重要的组分,二甲醚在200～400℃温度环境下最容易氧化而产生甲醛,且很难被分解。实际应用二甲醚作为替代燃料,应考虑尽量避开甲醛大量氧化产生的温度区间。

关键词：替代燃料二甲醚低温氧化甲醛