论文部分内容阅读
在受限空间内，例如发动机燃烧室内，火焰撞壁现象经常发生而且该过程是不可避免的。火焰与壁面间的相互对燃油的蒸发混合，火焰的扩散有关键的影响，从而会进一步影响发动机燃烧室的燃烧过程及排放过程。目前随着发动机先进燃烧技术的不断发展，湿壁现象在发动机燃烧室同样不可壁免，相比于火焰与壁面相互作用，火焰与湿壁间的相互作用同样是值得重视的。为了解火焰与干湿壁面间的相互作用，本文采用高速纹影法及自发光成像的方法对甲烷瞬态火焰与干湿壁面间的相互作用进行了相关研究。
首先，采用高速纹影法对甲烷瞬态火焰与干湿壁面相互作用过程中火焰形貌发展过程及影响因素进行记录并分析。重点探究了火焰与壁面相互作用过程中火焰伸展半径及火焰厚度的影响。结果发现，壁面高度，燃料流速及壁面干湿条件对火焰与壁面相互作用过程中火焰伸展半径和火焰厚度均有一定影响。
之后，使用ICCD相机对火焰自发光及羟基自发光情况进行了拍摄，并探讨了壁面高度，燃料流速及壁面干湿条件对甲烷瞬态火焰与壁面相互作用过程中火焰自发光亮度及羟基分布的影响。结果发现：(1)火焰自发光强度受壁面高度、燃料流速及壁面干湿条件的影响。壁面高度升高时，火焰与壁面相互作用过程中火焰自发光亮度有明显的降低，同时火焰明亮部分面积缩小，且向壁面方向移动。当流速改变时，自发光亮度有所提高。壁面干湿条件的变化同样会影响火焰自发光亮度情况。相较于干壁面，湿壁条件下，火焰亮度具有明显的提升，并且不同的湿壁条件对火焰自发光亮度影响情况不同。(2)羟基分布情况受壁面高度，燃料流速及壁面干湿条件的影响。随着壁面高度增加，羟基峰值向靠近壁面方向移动，在火焰前锋处，燃料充分燃烧，燃烧程度较高，羟基分布较多。流速的增加能够使羟基分布向壁面方向移动，同时浓度增加。壁面干湿条件对羟基分布的影响主要体现在近壁区域的分布，同时油膜厚度及种类也会对羟基分布造成一定影响。
最后，探究了不同壁面高度，燃料流速及壁面条件下，火焰与壁面相互作用时火焰淬熄距离。结果发现，火焰淬熄距离受壁面高度及其他因素的综合影响，火焰淬熄距离与燃料流速是呈正相关的。壁面条件对火焰淬熄距离存在一定影响，油膜厚度的差异也会对火焰淬熄距离造成影响，但是不同的油膜种类在相同的厚度情况下，火焰淬熄距离相差不大。
首先，采用高速纹影法对甲烷瞬态火焰与干湿壁面相互作用过程中火焰形貌发展过程及影响因素进行记录并分析。重点探究了火焰与壁面相互作用过程中火焰伸展半径及火焰厚度的影响。结果发现，壁面高度，燃料流速及壁面干湿条件对火焰与壁面相互作用过程中火焰伸展半径和火焰厚度均有一定影响。
之后，使用ICCD相机对火焰自发光及羟基自发光情况进行了拍摄，并探讨了壁面高度，燃料流速及壁面干湿条件对甲烷瞬态火焰与壁面相互作用过程中火焰自发光亮度及羟基分布的影响。结果发现：(1)火焰自发光强度受壁面高度、燃料流速及壁面干湿条件的影响。壁面高度升高时，火焰与壁面相互作用过程中火焰自发光亮度有明显的降低，同时火焰明亮部分面积缩小，且向壁面方向移动。当流速改变时，自发光亮度有所提高。壁面干湿条件的变化同样会影响火焰自发光亮度情况。相较于干壁面，湿壁条件下，火焰亮度具有明显的提升，并且不同的湿壁条件对火焰自发光亮度影响情况不同。(2)羟基分布情况受壁面高度，燃料流速及壁面干湿条件的影响。随着壁面高度增加，羟基峰值向靠近壁面方向移动，在火焰前锋处，燃料充分燃烧，燃烧程度较高，羟基分布较多。流速的增加能够使羟基分布向壁面方向移动，同时浓度增加。壁面干湿条件对羟基分布的影响主要体现在近壁区域的分布，同时油膜厚度及种类也会对羟基分布造成一定影响。
最后，探究了不同壁面高度，燃料流速及壁面条件下，火焰与壁面相互作用时火焰淬熄距离。结果发现，火焰淬熄距离受壁面高度及其他因素的综合影响，火焰淬熄距离与燃料流速是呈正相关的。壁面条件对火焰淬熄距离存在一定影响，油膜厚度的差异也会对火焰淬熄距离造成影响，但是不同的油膜种类在相同的厚度情况下，火焰淬熄距离相差不大。