利用高光譜儀對不同空氣流量的乙烯層流反擴散火焰數(shù)據(jù)進行測量,由CH*自由基的化學發(fā)光強度分布得到實驗測量的火焰形狀.同時將擴展Roper模型用于計算反擴散火焰的形狀,對模型中速度分布和溫度分布進行改進,并將計算結果與實驗測量結果進行對比.結果表明:隨著空氣流量的增加,火焰形狀有變寬變高的趨勢;相比于Sunderland等提出的4種速度溫度分布模型,本文采用的速度、溫度分布模型計算得到的反擴散火焰形狀更加符合實驗測量結果. 

【文章來源】：燃燒科學與技術. 2020,26(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

反擴散火焰實驗臺示意

由CCD相機拍攝的火焰圖像可以看出，隨著空氣流量的增加，火焰的高度和寬度均有所增加，與理論計算的結果一致，如圖4所示．圖4中黃色部分為高溫碳煙輻射，位于火焰面之外的富燃料燃燒區(qū)域．從高光譜儀采集的數(shù)據(jù)可以得到火焰在430 nm波長下的輻射強度分布，也即CH*自由基的化學發(fā)光強度分布，如圖5所示．在火焰內(nèi)部存在CH*自由基化學發(fā)光較強的區(qū)域(圖5中黃色和紅色部分)，該區(qū)域就是層流反擴散火焰的火焰面所在的位置，也即實驗測量得到的火焰形狀．此時視線上的積累效應改變了基團化學發(fā)光的強度大小，但對強度分布的影響并不大，因此不需要重建源項．圖4 火焰圖像與火焰形狀結果對比

圖3 3種工況下乙烯反擴散火焰的溫度分布本節(jié)采用一種新的速度溫度分布模型，其速度分布設定為變加速度分布，溫度分布采用多波長測溫得到的火焰軸線溫度，結合式(7)和(8)，將無量綱坐標下的火焰形狀轉(zhuǎn)化為柱坐標下的火焰形狀，并將該模型計算得到的火焰形狀與實驗測量確定的火焰形狀進行對比．圖4為火焰形狀與火焰圖像的對比，圖5為CH*自由基化學發(fā)光強度分布與火焰形狀結果的對比．通過對比發(fā)現(xiàn)，本文提出的速度溫度分布模型計算得到的火焰形狀能較好地與實驗測量結果吻合.

【參考文獻】：
博士論文
[1]基于光譜分析和圖像處理的火焰溫度及輻射特性檢測[D]. 閆偉杰.華中科技大學 2014

碩士論文
[1]富氧層流擴散火焰的結構形狀和脈動特性檢測研究[D]. 孫磊.華中科技大學 2014



本文編號：3388258