火焰传播速度

摘要： 为探究大尺度开敞空间油气爆燃动态发展过程,利用自行设计并搭建的大尺度开敞空间油气爆燃模拟实验条件测试系统,通过可视化监测手段及对压力与火焰信号的采集获得了油气爆燃过程中关键参数的变化规律。结果表明:在不同的初始油气浓度下引燃预混油气混合物将形成三类主要的燃烧模式;油气浓度接近爆炸极限范围内时火焰主要分布于台架的内场、点火面后方及正上方,根据动态超压时序发展曲线可将爆燃过程划分为3个子阶段;爆燃火焰传播速度呈波动性下降趋势,并可与超压发展阶段相互耦合;随着初始油气浓度的增加,超压峰值呈现出先减后增的趋势,形成峰值耗时则呈现相反规律;爆燃火焰的温度梯度与火焰行进方向相关,火焰峰面温度梯度通常小于尾端火焰;爆燃辐射峰值形成时间与火焰强度相比具有一定的延时性,爆燃传播末期更易于形成高强度辐射。

摘要： 铝颗粒由于具有能量密度高、易储存、燃烧过程不产生温室气体等优势,有望成为未来化石燃料替代的解决方案.本文建立了铝颗粒粉尘火焰的燃烧模型,其中考虑了相间传热、相变、表面化学反应、气相详细化学反应及辐射传热等过程,并针对铝颗粒粉尘对冲火焰开展了数值模拟研究.首先,通过仿真McGill大学的铝颗粒粉尘对冲火焰实验进行模型验证,并分析了实验中使用铝颗粒本身作为示踪粒子引起的气相速度测量误差,结果表明,数值模拟得到的离散相速度分布与实验结果基本一致,火焰传播速度的预测值也同实验数据吻合较好.当颗粒粒径小于10μm时,连续介质假设不再成立,相间传热模型必须考虑过度区机制,随着颗粒粒径的增加,火焰传播速度不断降低.随着对冲火焰拉伸率的增加,颗粒在火焰区的停留时间减少,并出现燃烧不完全的现象,粉尘火焰由双峰变为单峰结构.火焰传播速度随着拉伸率的增加而增大,通过线性外推可得到未拉伸的火焰传播速率约为29 cm/s.辐射引起的热损失会导致气相温度大幅降低,但辐射传热对颗粒的加热作用相对较小.

摘要： 进行了管廊天然气爆炸的相似模型试验,通过无人机对天然气爆炸火焰传播过程进行全历程摄像监测,将视频处理成图片,对天然气爆炸火焰长度及火焰传播速度的变化特征进行研究。结果表明,管廊内天然气爆炸火焰冲出舱外后,在初期约100 ms时间内,火焰迅速向外传播,火焰长度达1.25~1.75 m。随后火焰长度随时间变化的速率逐渐趋于平缓,而后火焰长度随时间变化的速率保持相对稳定。多次试验条件下,火焰最大长度的最大值为2.38 m,最小值为1.80 m。天然气爆炸火焰冲出管廊舱门瞬间的火焰传播速度最大,可达到15~22 m/s,此后火焰传播速度呈逐渐减小趋势,最终趋近于0。管廊内天然气爆炸火焰传播速度随时间近似成指数关系衰减。

摘要： 建立了燃气轮机进气喷雾冷却条件下燃烧室的一维层流预混燃烧模型,研究了在不同化学当量比、温度和压力下H_(2)O体积分数对火焰传播速度、火焰温度、燃烧产物分布的影响.研究结果表明:火焰传播速度随H_(2)O体积分数升高而近似线性减小,采用进气雾化冷却技术时,可适当提高燃烧室中扩散燃烧所占比例,以此来稳定燃烧工况;火焰温度随混合气中H_(2)O体积分数升高而急剧降低,燃烧尾气排放中NO_(x)体积分数降低;CH_(4)燃烧过程中H_(2)O降低了O,H,OH自由基的体积分数,高H_(2)O体积分数下基元反应R38对促进CH_(4)燃烧的作用效果减弱,火焰传播速度降低.

摘要： 为揭示甲烷/煤尘复合爆炸火焰的传播机理,利用气粉两相混合爆炸实验系统,在低于甲烷爆炸下限条件下,采用高速摄影机记录火焰传播图像,通过热电偶采集火焰温度,研究了煤尘种类以及甲烷体积分数对甲烷/煤尘复合火焰传播特性的影响。结果表明:挥发分是衡量煤尘燃烧特性的主导因素;随着煤尘挥发分的升高,燃烧反应增强,火焰传播速度升高,火焰温度升高;挥发分含量差异较小时,水分含量越低,燃烧反应越剧烈;在相同条件下,焦煤的燃烧反应强度最高,其次为长焰煤,最后为褐煤;随着甲烷体积分数的增加,煤尘颗粒的燃烧可由释放挥发分的扩散燃烧转变为气相预混燃烧,燃烧反应增强,火焰传播速度和火焰温度显著升高;热辐射和热对流作用促进煤尘颗粒热解,释放挥发分进行燃烧反应,维持复合火焰的持续传播;随着混合体系中甲烷体积分数的增加,混合爆炸机制由粉尘驱动型爆炸转为气体驱动型爆炸,燃烧反应增强;甲烷/煤尘复合爆炸火焰可由未燃区、预热区、气相燃烧区、多相燃烧区和焦炭燃烧区5部分组成,湍流扰动导致燃烧介质空间分布存在差异,使得燃烧区无规则交错分布。

摘要： 为探究降低可燃气体燃爆危害及后果的技术及方法,本文基于多孔介质的淬火降压特性,开展当量比为1时9.5%甲烷/空气预混气体在滑移多孔介质初始位置70cm下的爆炸特性实验,通过与无装置实验结论对比,结果表明:滑移装置能够延缓“郁金香形”火焰的出现时间,降低火焰最大传播速度,衰减爆炸产生的冲击波和压力,对最大火焰传播速度的衰减可达13.24%,对管内上游峰值超压的最大衰减比例为17.87%,对下游峰值超压的最大衰减比例为24.74%,本实验结果可为火焰二次加速阶段的抑制奠定一定基础。

摘要： 为探究可燃液体蒸发扩散诱导的非均匀蒸气浓度分布下障碍物阻塞比对管道类结构爆燃特性影响,利用矩形截面管道模型开展爆燃实验。采用高速摄像机和压力传感器测量并记录爆燃火焰和压强的传播过程。在障碍物宽高比固定的条件下,研究阻塞比对火焰传播速度、压强和出口位置CO体积分数等的影响。研究结果表明:障碍物边缘对火焰前沿的剪切作用能够在一定程度上促使火焰传播加速。火焰传播速度随阻塞比增大而先增大后减小,最大传播速度为97.5 m/s。爆燃压强的变化趋势与火焰传播速度的类似,当达到当前实验条件下的临界阻塞比0.40时,爆燃压强达到峰值。最大压强和爆炸威力指数均表现出随障碍物阻塞比增大而先增大后减小的趋势。此外,管道结构洞口处CO体积分数随阻塞比增大而呈单调增大趋势,最高CO体积分数达到730×10^(-6)。

摘要： 为探究磁场对气体爆炸反应的影响,实验研究了磁场强度对C_(2)H_(2)爆炸特征的影响规律,结果表明:磁场能抑制C_(2)H_(2)爆炸压力和升压速率,磁场强度越大,抑制效果越明显;沿火焰传播方向,磁场对C_(2)H_(2)爆炸火焰传播速度呈现先促进后抑制的效果,整体表现为抑制作用。磁场强度较低时,爆炸火焰平均传播速度降低了38.94%,磁场强度较高时,爆炸火焰平均传播速度降低了49.62%。利用Chemkin-Pro软件模拟了C_(2)H_(2)爆炸基元反应过程,理论推导了磁场影响C_(2)H_(2)爆炸的反应机理,磁场改变了C_(2)H_(2)爆炸反应路径,是造成爆炸特征参数下降的主要原因。由于不同种类自由基的摩尔质量和磁化强度不同,在磁场中,洛伦兹力和梯度磁场力对小分子量自由基比对大分子量自由基的作用力更大。磁场改变了自由基的运动轨迹,由于同种小分子量自由基的聚集和器壁效应的产生,减小了关键自由基之间的碰撞几率,降低了基元反应的速率,导致爆炸强度下降。

摘要： 为探究磁场对预混气体爆炸特征的影响及机理,以乙烯为例,通过自行研制的实验系统研究磁场对预混乙烯/空气爆炸压力、火焰传播速度等爆炸特征的影响,利用Chemkin‑Pro模拟了乙烯爆炸链式反应过程,研究了乙烯爆炸链式反应的关键自由基,理论计算了磁场对自由基粒子的作用力,探讨了磁场影响预混气体爆炸的自由基机理。结果表明,在最大磁场强度3300 Gs作用下,6.5%乙烯最大爆炸压力降低18.18%、爆炸压力上升速率降低17.33%,沿着火焰传播方向,磁场对乙烯爆炸火焰传播速度呈现先促进后抑制的效应,抑制效果大于促进效果,总体呈现抑制效应。乙烯爆炸过程中的关键自由基为·H、·O、·CH_(2)。自由基在磁场作用下的受力与自由基的磁化强度成正比,乙烯爆炸关键自由基的磁化强度各不相同,在磁场作用下,自由基出现分层现象,减少了不同自由基之间的碰撞,降低基元反应速率,从而抑制乙烯爆炸。

摘要： 为减少瓦斯二次爆炸带来的危害,研发新型抑爆弹性滑移装置,并将滑移装置与固定装置对比,分析其对9.5％甲烷/空气预混气体爆炸抑制效果.结果表明:滑移装置抑爆效果优于固定装置;滑移装置能缩短火焰燃烧时间,固定装置超压峰值高于滑移装置;由于轻碳板反向速度提高,弹性系数为0.85 N/mm的滑移装置对火焰和超压抑制效果优于弹性系数为1.63 N/mm的滑移装置.

摘要： 介绍了火焰的传播方式,测量火焰传播速度的基本原理.以及运用火焰面积法、颗粒示踪法、气流速度法、泡沫法、压力瓶测量法、反压力法、面积测量法等多种方法测量火焰的传播速度,并比较分析了它们的优缺点.重点阐述了火焰面积测量计算方法.

摘要： 浸润煤油后的常见固体可燃物,其燃烧特性会随煤油的添加有所改变,尤其对固体可燃物的火焰传播速度产生重大影响.本文在实验的基础上考察了棉布、碎纸屑、纸板浸油后火焰传播速度的变化.结果表明,随煤油含量增加,棉布和纸板的表面火焰传播速度加快,并在特定比例出现闪火燃烧现象;碎纸屑的火焰传播速度随煤油含量的增加先增大后减小.在棉布和纸板燃烧时能够观察到两种速度:样品表面火焰传播速度(煤油燃烧速度)和样品本身碳化速度.

摘要： 由于预混气制备和系统工况维稳存在难度，目前国内外大碳氢液体燃料传播性质的研究依旧不足。本文采用适宜液体燃料的对冲火焰试验台，测量了三种煤油表征燃料与空气掺混预混气对冲火焰传播速度。标准大气压下，初始温度388K时甲苯、初始温度378K时正癸烷和甲基环己烷与空气预混气能够达到的最大火焰传播速度分别为52.4cm/s、64.2cm/s、58.3cm/s。将实验测量结果与文献数值比对，发现这几组实验结果曲线都有着相同的变化趋势，说明了实验结果的可靠性。

摘要： 四气门汽油机在双进气门升程一样的情况下缸内涡流较小,但研究发现适当增加缸内涡流有助于火核的形成,同时可促进火焰前锋面的发展.为探究不同涡流强度对发动机流动以及燃烧的影响,设置非对称气门升程产生涡流,利用三维仿真进行模拟计算,结果表明:采用非对称气门升程可以明显提高缸内涡流比以及滚流比,且涡流破碎比较缓慢使得进气门关闭后湍动能降低速度比较慢.而且适当增大涡流强度可以促进前期火焰传播速度以及混合气自燃.

摘要： 为缓解石油能源危机和环境污染日益严重等问题,寻找清洁可靠的发动机代用燃料俨然已成为内燃机行业的热门课题.天然气作为最有潜力的发动机替代燃料,国内外学者对天然气代用燃料进行了广泛的研究.随着稀释率增加，火焰传播速度(Sn、SL)、无拉伸层流燃烧速度减小，NOx排放里减少，滞燃期和燃烧持续期增加;随着初始温度增加，火焰传播速度(Sn、SL)、无拉伸层流燃烧速度、NOx排放里增加，滞燃期和燃烧持续期缩短;在某一相近火焰传播速度或层流燃烧速度下，NOx排放量、滞燃期和燃烧持续期也近乎相等。

摘要： 为了了解多孔介质内预混气体的燃烧特性,本文对不同当量比甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧的温度分布、火焰传播速度以及最高火焰燃烧温度进行研究.其中,采用圆柱型氧化铝小球有序堆积作为多孔介质燃烧器.结果表明:不同当量比下的火焰可以实现稳定向前传播,当量比越小,火焰传播速度越大;同一当量比下,随着进口速度的增加,火焰燃烧的最高温度也随之增加.

摘要： 近年来,汽车发动机上一种专用废气再循环(Dedicated EGR)引起了越来越多的关注和研究.发动机一个气缸运行在富燃料工况,产生的H2和CO等以EGR的形式返回到进气歧管,来达到优化燃烧和降低排放的效果.本文中,利用快速压缩机来研究发动机工况下富燃燃烧的产氢量、D-EGR模式下不同比例的氢气和一氧化碳对燃烧过程和火焰传播速度的影响.GC定量分析了不同当量比下燃烧产物的浓度,结果显示,氢气和一氧化碳随着当量比增加线性增加,当Φ=1.4时,氢气的摩尔分数达到8％,这个结果与通过化学平衡计算和模型计算的结果相一致.在类似发动机D-EGR工况下,通过高速摄影获得燃烧过程的图像,以此计算不同H2含量下燃烧过程发展和火焰传播速度的不同.结果显示,H2的存在确实促进了理论空燃比缸内的燃烧,加快了火焰传播,速度减小燃烧持续期.当D-EGR缸内的当量比为Φ=1.3时,相比于Φ=1.0火焰传播速度增加了40％.然而,高当量比抑制了D-EGR缸内的燃烧,极大地降低了火焰传播速度.因此,D-EGR燃烧模式中,D-EGR缸内的燃烧稳定性是主要的挑战,优化D-EGR缸内的当量比和发动机的压缩比、湍流强度等对于发动机富燃燃烧至关重要.

摘要： 本文在定容燃烧弹层流燃烧系统上开展了天然气层流燃烧实验研究,利用正交试验法设计了低热值气体定容燃烧弹层流燃烧试验,分析了初始温度、初始压力、当量比、掺氢比及掺氮比对拉伸火焰传播速度的影响.研究结果表明：当量比对拉伸火焰传播速度的影响作用最大、掺氢比次之、掺氮比和初始温度更为次之、初始压力的影响作用最小.并在正交试验的基础上深入研究了初始温度和掺氢比对于天然气层流燃烧特性的影响.研究表明:随着初始温度的增加,无拉伸火焰传播速度增加;随着掺氢比的增加,无拉伸火焰传播速度增加。

摘要： 矿井火区爆炸和天然气爆炸过程中往往会存在其他可燃性气体参与爆炸反应,而目前对甲烷中混入其他可燃性气体的爆炸研究相对较少.本文采用管道式可视气体爆炸实验平台和高速摄影系统,通过改变甲烷和乙烯体积分数,得到甲烷中混入乙烯的混合气体爆炸传播的特性和规律.

摘要： 矿井火区爆炸和天然气爆炸过程中往往会存在其他可燃性气体参与爆炸反应,而目前对甲烷中混入其他可燃性气体的爆炸研究相对较少.本文采用管道式可视气体爆炸实验平台和高速摄影系统,通过改变甲烷和乙烯体积分数,得到甲烷中混入乙烯的混合气体爆炸传播的特性和规律.

摘要： 本发明提供一种脉搏波传播速度测定装置，其具备：检测人体的脉搏波的脉搏波检测部(110)；基于由脉搏波检测部(110)检测出的所述脉搏波来计算出脉搏波传播速度的脉搏波传播速度计算部(120)；以及针对由脉搏波传播速度计算部(120)计算出的脉搏波传播速度，按照除去由于所述生物体的姿势而产生的静水压的影响所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的脉搏波传播速度修正部(130)。由此，提供一种能够不受因姿势而产生的静水压的影响地，正确测定脉搏波传播速度的脉搏波传播速度测定装置。

摘要： 本发明的脉搏波传播速度测定装置(10)用基准时间检测部(2)来检测脉搏波(S)的射血波分量(S1)、反射分量(S2)的基准时间(T1、T2)，并且用脉搏波振幅检测部(3)来检测与射血波分量(S1)、反射分量(S2)的基准时间(T1、T2)相对应的脉搏波(S)的振幅(W1、W2)。并且，传播速度检测部(5)基于射血波分量(S1)、反射波分量(S2)的基准时间(T1、T2)、和与射血波分量(S1)、反射波分量(S2)的基准时间(T1、T2)相对应的脉搏波(S)的振幅(W1、W2)，来求出脉搏波(S)的传播速度(PWV1)。因此，能够考虑到射血波分量(S1)的振幅与反射分量(S2)的振幅的差异所导致的射血波与反射波的脉搏波传播速度的差异来高精度地对脉搏波传播速度进行测定。

摘要： 本发明提供一种脉搏波传播速度测定装置，其具备：检测人体的脉搏波的脉搏波检测部(110)；基于由脉搏波检测部(110)检测出的所述脉搏波来计算出脉搏波传播速度的脉搏波传播速度计算部(120)；以及针对由脉搏波传播速度计算部(120)计算出的脉搏波传播速度，按照除去由于所述生物体的姿势而产生的静水压的影响所引起的所述脉搏波传播速度的增加部分的方式进行修正的脉搏波传播速度修正部(130)。由此，提供一种能够不受因姿势而产生的静水压的影响地，正确测定脉搏波传播速度的脉搏波传播速度测定装置。

摘要： 本发明的脉搏波传播速度测定装置(10)用基准时间检测部(2)来检测脉搏波(S)的射血波分量(S1)、反射分量(S2)的基准时间(T1、T2)，并且用脉搏波振幅检测部(3)来检测与射血波分量(S1)、反射分量(S2)的基准时间(T1、T2)相对应的脉搏波(S)的振幅(W1、W2)。并且，传播速度检测部(5)基于射血波分量(S1)、反射波分量(S2)的基准时间(T1、T2)、和与射血波分量(S1)、反射波分量(S2)的基准时间(T1、T2)相对应的脉搏波(S)的振幅(W1、W2)，来求出脉搏波(S)的传播速度(PWV1)。因此，能够考虑到射血波分量(S1)的振幅与反射分量(S2)的振幅的差异所导致的射血波与反射波的脉搏波传播速度的差异来高精度地对脉搏波传播速度进行测定。

摘要： 基于火焰自发光特性的火焰轴向传播速度测量方法，涉及一种爆震室内火焰从缓燃发展到爆震状态的传播速度测量方法。它解决了现有的以压力传感器或离子探针测量火焰传播速度的低时间分辨率，难以得出爆震波瞬时传播速度的问题。它的实现方法是：将在开有光学窗口的爆震室内填充预混可燃气体，点燃产生火焰并向爆震室下游传播；使用高速摄像机以200kHz以上的拍摄帧速对火焰进行成像；利用MATLAB软件对拍摄得到的每张图像进行裁剪、标定、二值化后确定爆震室轴向中心线处火焰锋面对应的实际轴向位置；根据每张图像的火焰锋面实际位置及拍摄时刻计算得到爆震波的传播速度。本发明适用于爆震室内火焰传播研究过程中的速度精细测量。

摘要： 本发明公开了一种燃烧锥形火焰本生灯及火焰传播速度测量方法，属于火焰检测领域。本发明的本生灯，包括本生灯体，所述本生灯体主要由灯体段和灯嘴相连组成，所述灯体段内腔由下至上设置有填料层、均流板和第一烧结网，所述填料层和均流板位于上侧的第二烧结网下侧的第三烧结网之间，所述第一烧结网间隔设置在第二烧结网上方。本发明通过对本生灯体的内腔以及灯嘴的改进，对流经的混合气体起到稳流作用，从灯嘴燃起的火焰接近为锥形，从而可提高火焰传播速度的检测精度。

摘要： 本发明公开了一种自适应液体燃料高温层流火焰传播速度测量装置，涉及层流燃烧速度测量技术领域，其包括：空气源、液体燃料源、管道燃烧器和混合器，其中，空气源用于提供燃料燃烧所需要的空气；液体燃料源用于提供燃料燃烧所需要的液体燃料；管道燃烧器具有从燃料入口至燃料出口的横截面逐渐增大的阶梯形状的通道；以及，混合器用于将所述空气和所述液体燃料混合并送至所述管道燃烧器的燃料入口。

摘要： 本发明公开了一种预混可燃气体爆炸火焰传播速度研究装置和方法，包括预混可燃气体爆炸管道、爆速仪、可燃气体钢瓶和点火系统；预混可燃气体爆炸管道为密闭不透光管道，其一端装有压力表；点火系统包括点火电极，点火电极装于预混可燃气体爆炸管道的一端；爆速仪包括多个光纤传感器，每个光纤传感器分别通过固定调节器装于预混可燃气体爆炸管道的一侧；预混可燃气体爆炸管道的侧壁连接有出气阀门、进气阀门、循环泵和可燃气体钢瓶。可以对预混可燃气体爆炸开展火焰传播速度测量研究，拟合出预混可燃气体爆炸火焰传播速度与管道长度的关系，为解释预混可燃气体爆炸特性、寻求抑制气体爆炸新技术有重要意义。

摘要： 本发明涉及一种预混气体爆燃过程中火焰传播速度的测试系统及方法，其特征在于，包括激波管、传感器座、光纤、光电二极管、数据采集系统和计算机；激波管的顶部设置有至少两传感器座，每一传感器座均通过一光纤连接一光电二极管的输入端，每一光电二极管的输出端分别并联连接一电源和电阻的一端；每一电源和电阻的另一端分别连接数据采集系统，数据采集系统还连接计算机；数据采集系统用于采集各光电二极管转换的电信号及其出现时间；计算机用于确定瓦斯/空气预混气体爆燃的火焰传播速度，本发明能够解决未能准确测试火焰传播速度的问题，可以广泛应用于安全科学与技术领域中。

摘要： 本实用新型公开了一种预混可燃气体爆炸火焰传播速度研究装置，包括预混可燃气体爆炸管道、爆速仪、可燃气体钢瓶和点火系统；预混可燃气体爆炸管道为密闭不透光管道，其一端装有压力表；点火系统包括点火电极，点火电极装于预混可燃气体爆炸管道的一端；爆速仪包括多个光纤传感器，每个光纤传感器分别通过固定调节器装于预混可燃气体爆炸管道的一侧；预混可燃气体爆炸管道的侧壁连接有出气阀门、进气阀门、循环泵和可燃气体钢瓶。可以对预混可燃气体爆炸开展火焰传播速度测量研究，拟合出预混可燃气体爆炸火焰传播速度与管道长度的关系，为解释预混可燃气体爆炸特性、寻求抑制气体爆炸新技术有重要意义。