平焰燃燒速度場(chǎng)的PIV測(cè)試研究.pdf

1、平焰燃燒是近代發(fā)展起來的技術(shù)，具有加熱均勻、覆蓋面積廣、污染小等特點(diǎn)，在工業(yè)加熱領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其燃燒火焰結(jié)構(gòu)與流動(dòng)特性研究對(duì)進(jìn)一步優(yōu)化燃燒器結(jié)構(gòu)有著重要的意義。早期火焰流動(dòng)研究一般建立在冷態(tài)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，隨著對(duì)燃燒流場(chǎng)研究的不斷深入，利用冷態(tài)實(shí)驗(yàn)來模擬燃燒狀況已不能滿足研究的要求，需要對(duì)燃燒流場(chǎng)直接進(jìn)行測(cè)量。燃燒火焰可視化技術(shù)成為解決這一問題的一個(gè)重要途徑，PIV（粒子成像測(cè)速技術(shù)）的應(yīng)用是較為成熟的主要研究方法之一，克服了以往單

2、點(diǎn)測(cè)速技術(shù)的局限性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)流場(chǎng)的瞬態(tài)、全場(chǎng)的定量測(cè)量。 本文采用PIV 方法進(jìn)行了平焰燃燒流場(chǎng)的研究。首先，設(shè)計(jì)并建立了擴(kuò)散火焰實(shí)驗(yàn)臺(tái)，初步實(shí)現(xiàn)了火焰內(nèi)部的流動(dòng)可視化。并自行設(shè)計(jì)了供粉均勻、速率可控的粒子供粉器，探索并掌握了燃燒流場(chǎng)PIV 測(cè)試方法與參數(shù)，并對(duì)擴(kuò)散火焰反應(yīng)流場(chǎng)和無反應(yīng)流場(chǎng)進(jìn)行了比較，研究了不同形狀穩(wěn)焰器對(duì)燃燒火焰的影響。其次，針對(duì)平焰燃燒試驗(yàn)爐燃燒火焰，進(jìn)行了火焰流場(chǎng)的PIV 測(cè)試，并分析了平焰燃燒火焰結(jié)構(gòu)特征

3、，相對(duì)于無反應(yīng)流，平焰有反應(yīng)流的附壁射流區(qū)厚度薄，中心回流區(qū)半徑大。 對(duì)于擴(kuò)散型火焰，反應(yīng)流和無反應(yīng)流徑向速度的曲線相近，類似于拋物線形，對(duì)于軸向的速度，無反應(yīng)流的軸向速度衰減快，而反應(yīng)流的軸向速度基本沒有明顯的衰減；加60mm 的圓盤和60mm 的V 型穩(wěn)焰器火焰的穩(wěn)定效果要優(yōu)于不加圓盤、或加20mm和40mm 的圓盤和V 型穩(wěn)焰器；對(duì)于平焰來說，在實(shí)際的燃燒過程中附壁射流區(qū)的厚度變薄，半徑方向和中心回流區(qū)逐漸增加；預(yù)混的流場(chǎng)