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本文从多孔介质燃烧技术在多孔介质材料本身存在的包括泡沫陶瓷热震性能差以及颗粒堆积结构孔隙率小等局限性入手。提出了一种开孔颗粒堆积结构。为探索此结构是否可以克服上述缺点以及它本身的燃烧特性,对开孔颗粒堆积结构展开了以下三个方面的研究:1)物性研究;2)热震性研究;3)燃烧特性研究。物性方面,对六种材料堆积层的孔隙率和阻力特性进行试验研究,得到这几种材料堆积层的孔隙率均在0.60-0.70之间,大于传统的颗粒堆积结构。在堆积层的阻力特性方面,经过与经典阻力计算公式对比,分析了局部阻力的偏差,最后得到公式:?P=(+B)×(+?L),能够精确的预测气体在颗粒堆积层中的流动阻力特性。热震性方面,采用水淬法对比了单孔球、蜂窝陶瓷颗粒以及传统泡沫陶瓷这三者的热震性,结果表明,就热震性而言单孔球最好,蜂窝陶瓷颗粒次之,泡沫陶瓷最差。燃烧特性方面,首先对单孔球和蜂窝陶瓷这2种堆积结构进行了比较研究。发现火焰向上游移动过程,火焰在孔隙率大的蜂窝陶瓷颗粒堆积层中速度较快,火焰移动方向改变时,孔隙率对火焰移动速度的影响正好相反。在同一种材料中进行火焰移动试验时,火焰在向上游移动过程中,当量比越大,火焰移动速度越快。综合比较了单孔球和蜂窝陶瓷颗粒这两种材料的燃烧性能,发现不论是在火焰移动稳定性还是火焰温度方面,孔隙比较规律的单孔球层性能更加优良。其次,探索了预混火焰在不同规格的单孔球堆积层中的燃烧特性。发现火焰向上游传播过程中,堆积结构的孔隙率越大,火焰移动速度越快。火焰在自由堆积单孔球中稳定燃烧时,随着堆积结构孔隙率的减小以及燃烧当量比的减小,火焰稳定位置会向下游移动。在开孔颗粒堆积层中组织的稳定燃烧试验结果表明,不同堆积结构条件下的污染物排放量不仅与温度有关,还与堆积层的结构存在联系,在污染物排放方面比较有优势的结构是大球大孔堆积结构。最后,对单孔球的堆积均匀性进行研究。两种规格单孔球的不同堆积试验(大球大孔与小球大孔的分层堆积和混合堆积)结果表明,在燃烧稳定性和排污方面,分层堆积结构中的燃烧特性要比混合堆积结构的更好一些。