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放气体系的自蔓延燃烧模式

放气体系的自蔓延燃烧模式

2000年中国材料研讨会

作者：龙冲生邹从沛中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室

放气体系是指在燃烧反应中形成气相产物的反应体系。本文从实验上观测了放气体系的燃烧行为并从理论上建立了放气系统的燃烧近似模型,以ZrH+2B的燃烧为例,对模型进行了数值计算,计算结果能很好解释实验现象。

关键词：放气体系自蔓延燃烧模式

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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斜爆轰发动机的推力性能理论分析

力学学报 2021年第10期53卷 2853-2864页

作者：杨鹏飞张子健杨瑞鑫滕宏辉姜宗林中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049 香港理工大学航空与民航工程学系中国香港九龙999077 北京理工大学宇航学院北京100081

爆轰燃烧具有释热快、循环热效率高的特点.斜爆轰发动机利用斜爆轰波进行燃烧组织,在高超声速吸气式推进系统中具有重要地位.以往研究主要关注斜爆轰波的起爆、驻定以及波系结构等,缺少从整体层面出发对斜爆轰发动机开展推力性能分析.... 详细信息

爆轰燃烧具有释热快、循环热效率高的特点.斜爆轰发动机利用斜爆轰波进行燃烧组织,在高超声速吸气式推进系统中具有重要地位.以往研究主要关注斜爆轰波的起爆、驻定以及波系结构等,缺少从整体层面出发对斜爆轰发动机开展推力性能分析.本文将斜爆轰发动机内的流动和燃烧过程分解成进气压缩、燃料掺混、燃烧释热和排气膨胀4个基本模块并分别进行理论求解,建立了斜爆轰发动机推力性能的理论分析模型.在斜爆轰波系研究成果的基础上,选取了过驱动斜爆轰、Chapman-Jouguet斜爆轰、过驱动正爆轰和斜激波诱导等容燃烧等4种燃烧模式来描述燃烧室内的燃烧释热过程,并对比分析了不同燃烧模式对发动机比冲性能的影响.此外,还获得了不同来流参数、燃烧室参数和进排气参数等对发动机推力的影响规律,发现来流马赫数和尾喷管的膨胀面积比是发动机理论燃料比冲的主要影响因素.最后,结合以往关于受限空间内斜爆轰波驻定特性等方面的研究成果,提出了斜爆轰发动机燃烧室的设计方向.

关键词：斜爆轰波发动机推力性能燃烧模式

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发动机湍流燃烧多物理耦合建模和仿真进展

航空发动机 2022年第3期48卷 42-51页

作者：张健张琪杨天威尹钰任祝寅清华大学航空发动机研究院北京100084 清华大学航天航空学院北京100084

航空发动机燃烧室喷雾燃烧包含液滴破碎、雾化、蒸发、掺混、燃烧等多个物理过程,各物理过程相互耦合,产生出预混、非预混、自着火等多种燃烧模式,不同的燃烧模式表现出的湍流-化学反应相互作用也各不相同,对发展普适的湍流燃烧模型提... 详细信息

航空发动机燃烧室喷雾燃烧包含液滴破碎、雾化、蒸发、掺混、燃烧等多个物理过程,各物理过程相互耦合,产生出预混、非预混、自着火等多种燃烧模式,不同的燃烧模式表现出的湍流-化学反应相互作用也各不相同,对发展普适的湍流燃烧模型提出了巨大挑战。针对多物理场耦合的湍流燃烧过程进行物理建模成为湍流燃烧建模研究的主要任务之一。此外,航空发动机湍流燃烧研究也面对着工程设计和优化的客观需求,即发展效率和精度兼顾的高效湍流燃烧仿真方法并量化湍流燃烧控制物理机制,为燃烧组织调控提供指导。综合上述内容,从发动机两相喷雾燃烧模式、自适应燃烧建模和主控物理机制分析等方面点评和回顾了近期的基础研究进展,对当前的研究现状做了初步总结。

关键词：湍流燃烧数值仿真燃烧模式自适应建模不确定性量化航空发动机

新西兰森林火历史研究对我国西南林区火管理的启示

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消防科学与技术 2024年第3期43卷 419-423页

作者：洪瑞成王劲王秋华邢付吉西南林业大学土木工程学院云南省森林灾害预警与控制重点实验室云南昆明650224 曲靖市国有海寨林场云南曲靖655000

新西兰森林火历史展示了不同阶段的森林燃烧模式,主要包括人类到达前、毛利人时期、欧洲人时期以及近代的森林燃烧模式。在森林状况和林火管理政策等因素影响下,森林火灾模式表现出不同的规律。在林火历史阶段中,新西兰的植物分布特征... 详细信息

新西兰森林火历史展示了不同阶段的森林燃烧模式,主要包括人类到达前、毛利人时期、欧洲人时期以及近代的森林燃烧模式。在森林状况和林火管理政策等因素影响下,森林火灾模式表现出不同的规律。在林火历史阶段中,新西兰的植物分布特征与我国西南林区具有一定相似性,因此,借鉴新西兰成熟的林火管理经验有利于我国西南林区火历史研究,合理把握西南林区火动态规律,为我国西南林区未来调整和修订林火管理政策和森林防火方针等提供参考。

关键词：火历史燃烧模式森林火灾新西兰西南林区

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掺氢比对高Ka数射流预混湍流火焰的影响

燃烧科学与技术 2021年第1期27卷 52-59页

作者：俞森彬刘潇周波隆德大学能源科学系瑞典隆德22100 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 南方科技大学力学与航空航天工程系深圳518055

在同步多物种平面激光诱导荧光(PLIF)测量的实验基础上,采用大涡模拟(LES)湍流模型耦合输运概率密度函数(TPDF)燃烧模型,以及44组分及268步CH4化学反应机理模拟了CH4/H2/空气混合气的不同掺氢比(0,20%,50%)时对高Ka数下预混湍流射流火... 详细信息

在同步多物种平面激光诱导荧光(PLIF)测量的实验基础上,采用大涡模拟(LES)湍流模型耦合输运概率密度函数(TPDF)燃烧模型,以及44组分及268步CH4化学反应机理模拟了CH4/H2/空气混合气的不同掺氢比(0,20%,50%)时对高Ka数下预混湍流射流火焰的影响.结果表明,LES耦合TPDF模型可以较为准确地捕捉火焰高度,模拟该类火焰的速度分布、反应锋面CH的分布以及火焰褶皱及局部熄火等现象.随着掺氢比的升高,火焰高度降低,火焰根部的局部熄火得到显著改善.相比于掺氢,在未掺氢时,由于其更小的临界拉伸率及更少的H2与伴生火焰带来的自由基反应的机会,使得火焰根部出现局部熄火更为频繁.同时进一步发现,火焰根部的燃烧模式与主燃烧区域存在很大区别,火焰根部的扩散作用更为显著.

关键词：分布反应区局部熄火燃烧模式大涡模拟-TPDF燃烧模型掺氢

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高马赫数来流超燃冲压发动机燃烧流场分析

宇航学报 2017年第1期38卷 80-88页

作者：张时空李江黄志伟秦飞薛瑞西北工业大学燃烧热结构和内流场重点试验室西安710072

以模拟自由来流马赫数12的地面试验氢燃料超燃冲压发动机为研究对象,应用商用计算流体力学软件CFD++;针对高马赫数来流下的超燃冲压发动机的典型流场结构、空间释热分布、预混/非预混燃烧模式和火焰稳定机理开展了分析研究。计算中采用... 详细信息

以模拟自由来流马赫数12的地面试验氢燃料超燃冲压发动机为研究对象,应用商用计算流体力学软件CFD++;针对高马赫数来流下的超燃冲压发动机的典型流场结构、空间释热分布、预混/非预混燃烧模式和火焰稳定机理开展了分析研究。计算中采用7组分、9反应步的氢气/氧气动力学模型,使用壁面函数结合两方程剪应力输运模型,基于雷诺时均化方法开展计算,数值结果与试验数据相符较好。1)验证了CFD++软件在高马赫数来流下的适用性和计算精度;2)分析了高超声速来流下的燃烧室流场特征;3)获得了高马赫来流条件下的发动机燃烧效率、释热区间、预混/非预混燃烧模式的空间分布规律;4)为进一步开展高马赫数下的发动机精细化流场计算和多尺度燃烧过程研究提供了重要依据。

关键词：超燃冲压发动机高马赫数燃烧模式数值模拟

HCCI工况下氨氢混合物燃烧的直接数值模拟

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工程热物理学报 2023年第11期44卷 3110-3116页

作者：田廷泉王海鸥宋成斌罗坤樊建人浙江大学能源清洁利用国家重点实验室杭州310027

本文利用直接数值模拟方法对均质压燃(HCCI, Homogeneous Charge Compression Ignition)工况下氨氢混合物的着火和燃烧特性进行了研究。结果表明,着火首先从局部孤立区域处发生,随后发展到整个计算区域;最高燃烧温度和热释率随着掺氢比... 详细信息

本文利用直接数值模拟方法对均质压燃(HCCI, Homogeneous Charge Compression Ignition)工况下氨氢混合物的着火和燃烧特性进行了研究。结果表明,着火首先从局部孤立区域处发生,随后发展到整个计算区域;最高燃烧温度和热释率随着掺氢比的增加而增加;通过与零维计算结果对比,发现湍流和热分层使得氨氢混合物着火提前。利用直接数值模拟数据计算了反应锋面的位移速度,并据此分析了自着火和火焰传播这两种燃烧模式。发现在低掺氢比的情况下,燃烧模式以自着火为主;而在高掺氢比的情况下,燃烧模式以火焰传播为主。

关键词：直接数值模拟 HCCI 氨氢混合物燃烧模式

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基于特征拦截的燃气轮机控制逻辑优化

电气技术与经济 2022年第5期 106-109页

作者：常少辉刘永旺张楠肖黎明华电(北京)热电有限公司中国华电集团发电运营有限公司

外侧电网冲击会导致燃气轮机功率信号波动,使燃机误进入“小甩功率”工况,导致燃机燃烧模式的切换,从而引起燃机环保排放超标的问题。基于外网冲击特征曲线,优化燃气轮机控制逻辑,对外侧电网冲击导致的CHD燃气轮机功率信号波动进行甄别... 详细信息

外侧电网冲击会导致燃气轮机功率信号波动,使燃机误进入“小甩功率”工况,导致燃机燃烧模式的切换,从而引起燃机环保排放超标的问题。基于外网冲击特征曲线,优化燃气轮机控制逻辑,对外侧电网冲击导致的CHD燃气轮机功率信号波动进行甄别以及拦截。逻辑投入使用后,在西门子SGT5-2000E型(V94.2)燃机上得到了实际验证,优化后的逻辑程序对外网电网引发的燃机轮机功率信号波动能够及时识别和拦截,避免由于负荷波动达到小甩值而引发的燃烧方式误切换。

关键词：燃气轮机燃烧模式特征拦截控制逻辑

基于发动机非正常燃烧的湍流火焰-冲击波相互作用的实验研究

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实验流体力学 2018年第1期32卷 11-18页

作者：卫海桥赵健福周磊天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

爆震、超级爆震等非正常燃烧现象是限制小型强化点燃式发动机热效率进一步提升的突出瓶颈。爆震或超级爆震发生时总会伴随着湍流火焰-冲击波的相互作用,因此对湍流火焰-冲击波的相互作用的研究是揭示其机理的关键。本文通过在可视化定... 详细信息

爆震、超级爆震等非正常燃烧现象是限制小型强化点燃式发动机热效率进一步提升的突出瓶颈。爆震或超级爆震发生时总会伴随着湍流火焰-冲击波的相互作用,因此对湍流火焰-冲击波的相互作用的研究是揭示其机理的关键。本文通过在可视化定容燃烧弹内安装孔板实现火焰过孔板加速并产生冲击波,并通过改变初始热力学条件和孔板的参数,来实现不同强度的湍流火焰和冲击波及其相互作用过程。基于该燃烧装置开展了火焰加速、冲击波的形成以及湍流火焰-冲击波相互作用导致不同燃烧模式的研究。根据燃烧室末端火焰传播和压力振荡情况,总结出5种燃烧模式,其中发生自燃的燃烧模式的压力振荡幅值均超过4.5MPa,是未发生自燃时的4~40倍。因此,湍流火焰-冲击波相互作用对燃烧压力振荡具有重要影响。

关键词：孔板火焰传播冲击波压力振荡燃烧模式