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1、第2期2013年4月內(nèi)燃機(jī)InternalCombustionEnginesNo．2Apr．2013甲烷一空氣預(yù)混火焰穩(wěn)定特性的實(shí)驗(yàn)研究張偉，龍江濤，劉洋(重慶通信學(xué)院，重慶400035)摘要：基于本生燈實(shí)驗(yàn)，測(cè)試分析了甲烷一空氣預(yù)混火焰的穩(wěn)定燃燒特性。試驗(yàn)研究了預(yù)混氣體火焰閃回和吹熄極限隨燃空當(dāng)量比的變化關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，甲烷一空氣混合氣體的閃回極限的最大值出現(xiàn)在接近化學(xué)當(dāng)量比處，并且呈現(xiàn)出類似拋物線的變化規(guī)律；而火焰的吹熄極限隨著當(dāng)量比的增加而逐漸增大。試驗(yàn)通過(guò)采用13mm和11mm兩種不同口徑的本生燈，研究了本生燈孔徑對(duì)甲烷一空氣預(yù)混火焰的穩(wěn)定燃燒區(qū)間的影響關(guān)系，實(shí)
2、驗(yàn)證明，隨著孔徑的增大，閃回極限將會(huì)減小，而吹熄極限隨之增大：通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取這些參數(shù)，能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)和優(yōu)化燃燒系統(tǒng)提供理論支撐。關(guān)鍵詞：本生燈；穩(wěn)定火焰；吹熄極限；閃回極限；當(dāng)量比中圖分類號(hào)：TK427文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1000—6494(2013)02—0049—03TheExperimentalStudyofFlameStabilityofCH4／airPremixedFlameZHANGWei，LONGJiangtao，LIUYang(ChongqingCommunicationCollege，Chongqing400035，China)Abstract：Inth
3、ispaper，thestablecombustioncharacteristicsofmethane-airpremixedflamewereexperimentallydeterminedbymeansofBunsenburnermeasurements．Thepropertiesofstableflames，i．e．thelimitsofflash-backandblow—out，werecharacterizedbyfunctionsoftheequivalenceratiosofflames．Theresultsshowedthattheflash-backp
4、resentsaCHIvelikeaparabolafunctionagainsttheequivalenceratio，anditsmaximumvalveoccursnearthestoicmetriccondition．Whiletheblow—outincreaseswiththeincreaseofequivalenceratioofflame．Theeffectsofburnerdiameteronstablecharacterizationwerestudiedaswell，itisshownthatwiththeBunsenburnerdiameteri
5、ncrease，theflash-backisincreasing，buttheblow-outisreducing．Theseparametersareusefultoprovidetheoreticalsupportfordesigningandoptimizingthecombustionsystems．Keywords：Bunsenburner；stableflame；blow——out；flash——back；equivalenceratioO前言穩(wěn)定火焰的傳播是高效燃燒的基礎(chǔ)?；鹧娴姆€(wěn)定燃燒區(qū)間通常表征為火焰閃回極限(flash—back)和吹熄極限(blo
6、w—out)之間的氣體流動(dòng)區(qū)間?。對(duì)于給定的混合氣體，只要其當(dāng)量比在著火極限區(qū)間內(nèi)，火焰的穩(wěn)定傳播主要受氣流的流動(dòng)速度所決定。當(dāng)其氣體流量值超過(guò)了一定值，火焰將會(huì)離開(kāi)燃燒器口邊緣而逐漸熄滅，此時(shí)的氣流流速就可定義火焰的吹熄極限。相反，當(dāng)流量值低于火焰燃燒的最小臨界值時(shí)，燃燒火焰呈向本生燈燃燒器內(nèi)收縮，在燃燒器壁面淬熄和拉伸作用下，逐漸熄滅，此時(shí)燃?xì)饬鞯淖钚∨R界流速值就稱為火焰的基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51076167)；重慶市杰出青年基金資助項(xiàng)目(cstc2012jjjq90002)作者簡(jiǎn)介：張偉(1988一)，男，碩士研究生，主要從事復(fù)合燃料的研究。收稿日
7、期：2012—1l一22閃回極限。甲烷(CH。)作為一種高效、清潔的工業(yè)和民用燃料，目前已經(jīng)在包括內(nèi)燃機(jī)、工業(yè)及民用燃?xì)鉅t等上得到廣泛的應(yīng)用121。研究甲烷一空氣預(yù)混氣體火焰的穩(wěn)定燃燒特性有助于推動(dòng)甲烷的高效利用，對(duì)開(kāi)發(fā)和研究以甲烷為燃料的新型燃燒系統(tǒng)有著極大的促進(jìn)作用。1實(shí)驗(yàn)裝置與步驟本生燈火焰實(shí)際上是火焰局部熄火”1，主要有兩種認(rèn)識(shí)。一種是有流場(chǎng)不均勻造成的氣動(dòng)拉伸機(jī)理”1；另外一種認(rèn)為是燃料和氧化劑分層擴(kuò)散的機(jī)理”】。研究表明這兩種機(jī)理中分層擴(kuò)散是主要原因”1。實(shí)驗(yàn)基于本生燈進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)裝置主要包括本生燈燃燒器以及燃?xì)獾幕旌虾涂刂葡到y(tǒng)
