以生物質(zhì)氣作為燃料,對生物質(zhì)氣層流擴(kuò)散火焰的長度特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和理論研究,并探究燃料出口速度和燃料體積流量對火焰層流區(qū)雷諾數(shù)Re的影響。結(jié)果表明:噴嘴直徑d=2mm時(shí),生物質(zhì)氣火焰層流區(qū)Re明顯高于典型層流區(qū)間（0～2300）;甲烷和生物質(zhì)氣層流無量綱火焰長度L*與Re成正比;因此根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果擬合得到一種新型、預(yù)測精度高的無量綱層流擴(kuò)散火焰長度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式,并進(jìn)行誤差分析,誤差結(jié)果滿足工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行的精度要求。 

【文章來源】：太陽能學(xué)報(bào). 2020,41(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)裝置

為記錄實(shí)驗(yàn)過程中的火焰行為，本實(shí)驗(yàn)采用數(shù)碼攝像機(jī)對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行記錄。本文采用一種基于Matlab的圖像分析處理計(jì)算程序[6]，對實(shí)驗(yàn)過程中的視頻圖像進(jìn)行處理，并對火焰形態(tài)特征進(jìn)行提取。每組實(shí)驗(yàn)取約2 min的實(shí)驗(yàn)視頻分解成圖像幀進(jìn)行處理，每個(gè)圖像幀首先被轉(zhuǎn)換為灰度圖像，然后通過OTSU算法將灰度圖轉(zhuǎn)換成二值圖[7]。將每個(gè)工況視頻中所有的圖像幀對應(yīng)的二值圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，生成火焰平均云圖。根據(jù)平均云圖中火焰出現(xiàn)概率將其轉(zhuǎn)換為概率云圖，如圖2所示。基于前人經(jīng)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)選取概率為50%的長度作為火焰長度[4]。2 結(jié)果與分析

圖3為噴嘴直徑d=2、3、4、6mm時(shí)，甲烷射流擴(kuò)散火焰的火焰長度L隨流速u和流量V的變化圖。Wohl等[8]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)V較小，即火焰為層流時(shí)，火焰長度與d無關(guān)，只與V有關(guān)；繼續(xù)增大V，湍流逐漸開始影響火焰長度，火焰開始進(jìn)入過渡區(qū)。在過渡區(qū)的最后，隨著u的增大，湍流程度不斷加劇，最后形成比過渡區(qū)起始的層流火焰短得多的完全湍流火焰。當(dāng)u進(jìn)一步增大時(shí)，火焰長度可能維持不變，也可能不斷增加但曲線斜率越來越小。這是由于隨著V的增加，夾帶進(jìn)的空氣量和混合速率會(huì)近似成比例的增加，而且發(fā)現(xiàn)，此時(shí)火焰長度明顯受d影響。如圖3所示，甲烷射流擴(kuò)散火焰長度完全符合上述特征。Delichatsios關(guān)聯(lián)式[3]是目前使用最廣泛的火焰長度經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]EGR的三效應(yīng)對柴油機(jī)燃燒特性及排放的影響[J]. 張韋,吳偉,朱明,陳朝輝,陳貴升.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2016(06)
[2]基于圖像相關(guān)性提取的火焰振蕩頻率[J]. 陳志斌,胡隆華,霍然,祝實(shí).  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2008(04)

博士論文
[1]不同環(huán)境條件下擴(kuò)散射流火焰形態(tài)特征與推舉、吹熄行為研究[D]. 王強(qiáng).中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]生物質(zhì)氣燃燒特性及火焰結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究[D]. 劉昌業(yè).天津大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3330693