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《初始壓力對甲烷-空氣預(yù)混氣體燃燒特性的影響研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第33卷第9期可再生能源Vol.33No.92015年9月RenewableEnergyResourcesSept.2015初始壓力對甲烷-空氣預(yù)混氣體燃燒特性的影響研究1221謝烽，郭進(jìn)，胡坤倫，武若愚（1.中國礦業(yè)大學(xué)（北京）力學(xué)與建筑工程學(xué)院，北京100083；2.安徽理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，安徽淮南232001）摘要：試驗(yàn)采用高速紋影系統(tǒng)和壓力傳感器對甲烷-空氣預(yù)混氣體定容燃燒特性進(jìn)行了研究，分析了不同初始壓力對火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠绊懸约岸ㄈ萑紵龔椫袎毫Φ淖兓?guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著初始壓力的增加，火焰的傳播速度變化不大，并且有減小的趨勢，當(dāng)初
2、始壓力超過0.14MPa后火焰的燃燒速度會發(fā)生突變而增大；初始壓力的變化對定容燃燒彈中燃燒壓力的影響十分顯著，當(dāng)初始壓力為0.10MPa時(shí)，最大燃燒壓力Pmax=0.703MPa；而在初始壓力為0.16MPa時(shí)，最大燃燒壓力Pmax=1.42MPa；隨著初始壓力的增加，火焰變得愈發(fā)的不穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：安全工程；定容燃燒彈；火焰?zhèn)鞑ニ俣?；甲烷；燃燒壓力中圖分類號：TK16文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1671-5292（2015）09-1398-05DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.09.0200前言壓力相對較低，例如
3、一些高空飛行器的燃燒室都在隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，能源消耗巨低壓下工作，因此開展初始壓力較低、小范圍變化環(huán)大，尤其以石油一類不可再生的化石燃料為甚，因境下的甲烷燃燒特性研究十分必要，為天然氣、瓦此尋找清潔而高效的可再生替代能源顯得十分重斯的安全存儲以及使用提供相應(yīng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。要。我國有豐富的天然氣、煤層氣資源，其主要成1試驗(yàn)系統(tǒng)和條件分是甲烷（CH4）。以甲烷為主體的可燃?xì)怏w作為如圖1所示，試驗(yàn)系統(tǒng)主要由定容燃燒彈及替代燃料，具有雜質(zhì)少、燃燒清潔、燃燒效率高等其配套系統(tǒng)組成。定容燃燒彈為一圓柱體，彈體內(nèi)特點(diǎn)，因此有諸多學(xué)者對甲烷燃燒特性進(jìn)行了
4、積部長度和直徑分別為310mm和305mm，另有兩[1]~[9]極的探索。劉巖基于定容燃燒彈和高速紋影系個(gè)直徑為295mm（內(nèi)徑）、厚度為50mm的石英統(tǒng)模擬了常溫常壓下煤層氣中甲烷含量對其層流玻璃置于彈體的兩個(gè)底面作為觀察窗口；高速攝燃燒速度的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)量比對層流燃燒速度有像機(jī)拍攝頻率為1000幀/s，通過雙反射鏡紋影系[10]很大的影響。張紅光通過在定容燃燒室內(nèi)研究統(tǒng)顯示，用高速攝像機(jī)記錄甲烷燃燒過程中球形不同初始溫度、壓力、燃空當(dāng)量比、摻氫比下甲烷火焰的運(yùn)動狀態(tài)，以確定其火焰?zhèn)鞑ニ俣?；在定容的燃燒壓力變化?guī)律，得到了上述條件對混合氣燃燒彈
5、中央位置，有兩根呈直角的電極用于點(diǎn)火；最大燃燒壓力、最大壓力升高率、火焰發(fā)展期、燃CY-YD-205T型壓電式壓力傳感器用于測量火焰[11]燒持續(xù)期以及最大燃燒壓力循環(huán)變動的影響。傳播過程的壓力變化數(shù)據(jù)。胡二江利用同樣的實(shí)驗(yàn)方法研究了高壓力情況下凹面鏡反射鏡電腦氫氣-空氣預(yù)混氣體的燃燒規(guī)律，揭示了壓力對刀口[12]燃燒速度的影響并不是很大。高速真空泵攝像機(jī)電從預(yù)混氣體有關(guān)研究中可以看出，對可燃?xì)鈽O定容彈壓力傳感器點(diǎn)火器體燃燒特性的影響有很多因素，這些研究可為進(jìn)光源電荷放大器一步探索甲烷的燃燒特性提供參考。目前，初始壓甲空小孔烷氣U型水銀管示波器力
6、對甲烷燃燒特性的影響研究主要集中在高壓反射鏡凹面鏡區(qū)，壓力甚至高達(dá)數(shù)兆帕，而且壓力變化范圍很大圖1試驗(yàn)裝置示意圖（間隔0.1MPa），然而在很多情況下燃燒的環(huán)境Fig.1Schematicrepresentationoftheexperimentalsystem收稿日期：2015-03-02。作者簡介：謝烽（1988-），男，博士研究生，研究方向?yàn)槿紵c爆轟技術(shù)。E-mail：731785179@qq.com·1398·謝烽，等初始壓力對甲烷-空氣預(yù)混氣體燃燒特性的影響研究首先利用Dalton分壓定律在配氣罐中配制500.04MPa0.06MPa
7、好設(shè)定濃度的甲烷-空氣混合氣，然后使用真空0.08MPa0.10MPa40泵將定容燃燒彈抽成真空，并將配制好的甲烷-0.12MPa0.14MPa空氣（甲烷的純度為99.9%）預(yù)混氣體充入其中，0.16MPa30r/mm靜置5min，確保氣體相對靜止。本試驗(yàn)中，初始壓20力為0.04~0.16MPa，每間隔0.02MPa為一組；燃空當(dāng)量比為1，溫度為300K。通過觸發(fā)點(diǎn)火器放10電點(diǎn)燃容器中的可燃?xì)怏w，并同時(shí)開啟高速攝像0510152025t/ms機(jī)、壓力測試系統(tǒng)，點(diǎn)火后火焰從點(diǎn)火電極處呈球圖3不同初始壓力下火焰半徑隨時(shí)間的變化關(guān)系形自由傳播至整個(gè)
8、定容燃燒彈中，記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。Fig.3Flameradiusvstimeatdifferentinitialpressures下次試驗(yàn)前
