火焰速度

摘要： 可燃气体爆炸过程可以采用欧拉方程或N-S方程数值模拟.本文由N-S方程推导了火焰加速及爆燃和爆轰速度计算的简明公式.公式计算结果与实验结果符合较好,能够根据可燃气体爆炸特性快速计算火焰速度及爆燃转爆轰发生的判据.

摘要： 为探究火焰在填充抑爆材料的狭长空间内的传播特性,采用气体爆炸测试平台,测试填充多孔材料后的火焰特征、火焰速度及爆炸压力,结果表明,与在空旷狭长空间内火焰传播相比,填充多孔材料后,火焰亮度明显降低,火焰传播速度下降,火焰平均速度最大降幅为72.34%,爆炸压力变小,最大爆炸压力的降幅为85.38%,认为多孔材料会加快热量与外界的传递,破坏燃烧的链式反应,可抑制火焰在狭长空间内的传播。

摘要： 采用数值模拟方法,研究了3种宽度(20、10、5 mm)管道内乙烯/空气预混气体的火焰加速及爆燃转爆轰(DDT)过程。研究发现,管道宽度d越小DDT发生时刻越早,但是DDT发生时的长径比却随d减小而增加。窄管道的边界层内易形成热点而引发DDT,而宽管道内更容易在管道内部引发局部爆炸形成DDT。当d=20 mm时,爆轰波以多头爆轰波传播;d=10 mm时,爆轰波呈单头旋转结构;d=5 mm时,没有出现爆轰胞格结构,只观察到较大的压力脉冲类周期出现,爆轰以1166~1822 m/s的速度传播,平均速度为1380 m/s。

摘要： 随着煤炭行业的不断发展,煤炭行业安全问题也是备受关注。本文主要研究了当障碍物阻塞率分别为35%,55%,75%时,不同位置双重障碍物对封闭管道内火焰传播速度和峰值超压的影响规律。实验结果表明,双重障碍物位置距点火源越近,管道内最大峰值超压和最大火焰前沿传播速度越大;障碍物阻塞率越高,对爆炸传播的激励作用越明显;阻塞率为75%,双重障碍物设置在前端时,管道内发生爆轰。

摘要： 为了提升煤矿瓦斯煤尘爆炸灾害的防治技术和效果,基于不同爆炸能量和隔爆屏障粉体质量浓度研究了大尺度巷道内主动隔爆系统的隔爆灭火性能.在敞开空间采用高速摄影技术测试了主动巷道隔爆系统隔爆屏障的形成过程及动态分布特征,隔爆器粉体能在120 ms时刻形成8.04 m2有效断面,在1200 ms时刻覆盖20 m,在空间内持续作用5000 ms以上,得出驱动气体压力是影响隔爆屏障动态分布和覆盖距离的直接因素.在此基础上,采用断面7.2 m2大型地下巷道,进行了瓦斯(煤尘)爆炸传播实验和隔爆实验,分析了实验过程中压力波、火焰阵面的传播特性.研究结果表明:粉体隔爆屏障能有效起到衰减压力波和扑灭爆炸火焰的作用,在粉体质量浓度较低时,爆炸火焰将穿越隔爆屏障,而随着质量浓度的增加,隔爆效果增强.在瓦斯隔爆实验中粉体质量浓度为277.8 g/m3时,40 m位置爆炸超压衰减为36.4 kPa;在瓦斯煤尘爆炸隔爆实验中,粉体质量浓度为625.0 g/m3时,70 m位置爆炸超压降低至54.0 kPa,对比同等强度的爆炸传播实验,最大压力下降率均大于60％.瓦斯(煤尘)爆炸隔爆实验中,驱动氮气和粉体所形成的隔爆屏障能有效起到冷却降温、隔绝窒息和消耗自由基的作用.随着粉体质量浓度的增加,爆炸火焰传播速度迅速下降,整个传播过程中的最大火焰速度位置前移,出现在隔爆器前端,爆炸火焰在隔爆器后20 m区域内被完全扑灭.

摘要： 为研究不同封闭情况下T型管道中瓦斯爆炸的传播规律,在90.分岔管道中进行瓦斯爆炸实验,管道封闭情况为弱封闭(双PVC薄膜弱封闭)和强封闭(直管封闭或支管封闭).实验结果表明:在瓦斯浓度为9.5％时,管道中各点处的瓦斯爆炸压力、火焰传播速度和火焰锋面振荡幅度最大,11％次之,8％最小.T型管道中,弱封闭端瓦斯爆炸压力不断减小;火焰传播速度先缓慢增大后减小,随后又快速增大.强封闭端,瓦斯爆炸压力增大;火焰传播速度先缓慢增大后略微下降,随后快速增大后又大幅度下降,甚至出现火焰锋面振荡现象.不同封闭管道中各测点的瓦斯最大爆炸压力和火焰传播速度大小比较可知,直管封闭管道＞双PVC薄膜弱封闭管道＞支管封闭管道.

摘要： 为了研究阻火器阻火失效时未保护侧管道的火焰传播特性规律,在安装有透明石英管道以及阻火器的管道内,用IIB3(爆炸组别)类乙烯(C2H4)和空气混合物进行了多次爆燃性能研究.将高速相机拍摄的图像利用二值化、降噪滤波及边缘检测等方法处理,得到了准确的火焰锋面轮廓,进而根据最大相似系数法求解得到火焰传播速度与在管道中位置的关系.研究表明:第一段火焰传播过程中,火焰呈"指尖状"传播,火焰速度呈线性增长,压力曲线存在双波峰;第二段火焰逆向传播时,火焰锋面不规则,火焰速度与压力总体上均呈现下降趋势;第三段火焰传播过程中,火焰呈"拖尾"状传播,火焰速度振荡变化,幅度较大,压力稳定上升,升幅较小.

摘要： 在我国煤矿井下,普遍应用的爆炸控制装备主要是隔爆水槽、隔爆水袋等被动式隔爆装置,但由于装置本身的适用性及结构特点,已难以适应目前煤矿智能化、无人化的发展。主动式隔抑爆技术,因其能够实现主动式控爆,已在我国煤矿低体积分数瓦斯抽放管路、排空管路以及利用端等进行了大规模应用,取得了良好的效果,但在煤矿井下因缺乏相应的技术规范支撑,尚未进行广泛推广应用。为加快推进煤矿爆炸控制装备智能化发展,运用大型巷道试验系统,在对瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸传播规律研究的基础上,基于新研发的高能主动隔爆装置,开展了瓦斯煤尘爆炸主动隔爆效果试验研究。得出了瓦斯煤尘爆炸传播过程中爆炸压力、爆炸火焰等关键表征参数的变化规律;基于爆炸传播规律及主动隔爆装置自身性能特点,研究确定了高能主动隔爆装置的安装位置关系、启动阈值等关键技术参数;对100 m^(3)瓦斯爆炸诱导沉积煤尘(铺设位置14~70 m、煤尘质量浓度150 g/m^(3))爆炸的隔爆效果进行了效果验证试验。结果表明,所研发的高能主动隔爆装置,性能稳定、可靠,能够对煤矿井下一定条件下的瓦斯爆炸诱导沉积煤尘爆炸事故进行有效隔爆,为煤矿井下瓦斯煤尘爆炸事故的智能化控制提供了重要的理论及技术支撑。

摘要： 选择真空干燥后的食品级玉米淀粉,利用激光粒度分析仪和扫描电镜分析颗粒的形状和几何尺寸.利用高速摄像机技术,在1.2m长的垂直独头管道内对玉米淀粉粉尘云的爆炸火焰传播行为进行实验研究,考察有、无障碍物的条件下粉尘云浓度对火焰传播的影响.结果 表明:火焰整体上呈先增加再降低的发展趋势.粉尘云浓度和障碍物均对玉米淀粉粉尘云火焰传播形态及火焰速度具有显著影响.随粉尘云浓度增加,粉尘燃烧不充分,导致出现最大火焰速度和火焰亮度均逐渐降低,火焰轮廓不清晰,火焰分段等现象.障碍物的湍流效应会加速粉尘燃烧,增加粉尘火焰传播速度,提高火焰亮度和轮廓清晰度,但粉尘云浓度增加会降低障碍物对火焰传播的加速效应,促使最大火焰速度呈先增加再降低的趋势.

摘要： 火焰的速度测量是燃烧力学和流体诊断中的研究内容之一,对于燃烧成分分析和推进动力学具有重要研究意义.激光多普勒速度测量学测量精度高但由于测量过程本身的复杂性以及其在低速测量中的误差增大使得该方法的应用受到限制,因而光热偏转光谱法在面向低中速流体测量时具有较好的实用价值.光热偏转光谱法测速是使用一束泵浦光入射到被测介质中,由于流体介质中成分吸收光后形成热透镜分布,当一束探测光入射到介质中时,由于热透镜移动使探测光产生偏折,通过测量探测光相对泵浦光的高度和信号偏转对应的飞行时间,可得流体的速度.通过自建泵浦探测光热偏转实验装置,使用单脉冲能量为20 mJ、波长为355 nm的泵浦光和功率为2 mW、波长为632.8 nm的连续探测激光对煤油火焰的不同位置进行了速度测量,测量装置的空间分辨率为2×10-5 cm3.对距煤油灯芯高度5,8和11 mm出的火焰平面进行了速度测量,得到了火焰对应的水平速度分布,发现在接近火焰下方的位置,同一水平面的火焰外部速度高于内部速度;在接近火焰上方位置,同一水平面的火焰内部速度高于外部速度;同一平面的速度分布接近于抛物线形分布.对距火焰中心±2 mm的三个竖直平面进行速度分布测量,得到了对应竖直面的速度分布,发现竖直中轴线上靠近火焰底部的点速度慢于两侧,上部的速度快于两侧,同上述水平速度分布测量得到的结论一致.实验所测得的火焰速度在0.2～1.5 m·s-1之间.通过使用单脉冲能量分别为20,40和60 m J泵浦激光,分析了介质击穿在速度测量过程中引入的误差.通过进一步优化系统信噪比,光热偏转光谱法作为流体速度测量的有力工具将可实现对温度和浓度等参数的测量并用于燃烧诊断.

摘要： 为了解火焰速度和爆炸压力对阻火器阻火效果的影响.根据ISO16852:2008和GB/T13347-2010的要求,开展了阻火器阻火性能测试的试验研究.试验在相同规格试验管路、相同点火距离,不同管路长度的情况下,得到阻火器阻火成功与失败时测试点处的火焰速度和爆炸压力值.研究发现爆炸压力和火焰速度都是阻火器阻火性能的重要参数.

摘要： 为了研究阻火器阻火性能的影响因素,搭建了阻火器阻火性能测试平台,对阻火器阻火性能进行试验研究.试验以一台DN100阻爆燃型阻火器为样机,在相同规格试验管路、相同点火距离,不同管路长度的情况下进行试验,得到阻火器阻火成功与失败时测试点处的火焰速度和爆炸压力值,研究发现爆炸压力和火焰速度都是阻火器阻火性能的重要参数.

摘要： 本文利用高速纹影技术结合定容燃烧弹测量了1-己烯在初始温度373、413、453K,初始压力0.1、0.2、0.5MPa下当量比0.7-1.6的层流火焰速度,比较了LLNL模型与Fan模型预测的结果.此外分析了不同当量比下层流火焰速度对基元反应速率常数的敏感性,讨论了不同压力下火焰前锋面的不稳定性,指出了热膨胀率、路易斯数和火焰厚度对火焰前锋面不稳定性的影响.

摘要： 在温度388K,压力1atm下,利用定容燃烧系统对无水乙醇和含水乙醇的层流燃烧特性进行研究,获得了不同当量比下的层流火焰速度、马克斯坦长度和火焰厚度,同时用CHEMKIN软件进行仿真计算获得了绝热火焰温度和密度比,并且对无水乙醇和含水乙醇的层流火焰速度和火焰稳定性进行了分析.研究表明含水乙醇的层流火焰速度低于无水乙醇,火焰稳定性也低于无水乙醇.

摘要： 本文在一台光学PFI发动机上,设计了全场可视的下置式活塞视窗,进行了高速摄影研究,获得了全燃烧室可见的汽油机火焰图像;采用了了三种火焰图像的分析方法处理获得的图像,这三种方法分别采用等效半径变化率、火焰面积的变化率及火焰边缘周长、火焰边界法线方向上前进的距离来计算火焰扩展的速度.通过火焰面积、火焰速度计算火焰的体积变化率,与瞬时放热率进行线性拟合,考察三种分析方法计算得到的火焰速度与热力学数据的相关性.最后对这三种图像分析方法进行了对比,分析了三种方法的优劣与适用性.

摘要： 本文采用动态压力传感器加离子探针研究了汽油与正庚烷两种燃料与空气的混气燃烧对火焰加速和DDT过程的影响.测得火焰传播速度与爆震管出口峰值压力,结果表明,由于两种燃料的表面张力与沸点不同,汽油混气在爆震管前段部分的火焰速度高于正庚烷混气,而在爆震管后段部分低于正庚烷混气,使用汽油混气燃烧产生的峰值压力更高且正庚烷混气在连续工作过程中出现掉频现象.总体来说汽油的燃烧效果要好于正庚烷.

摘要： 为理解障碍对爆炸火焰传播的加速机理,本文建立了预混燃烧模型,对密闭管道内设置障碍物条件下预混甲烷-空气爆炸进行了三维数值模拟,着重分析了障碍物对火焰变形、火焰加速以及流场的影响;模拟结果表明,障碍物的存在改变了火焰阵面前的流场,火焰越过障碍物时,最大火焰速度达到50m·s-1,约为没有障碍物时的2.5倍;研究内容揭示了障碍物条件下火焰加速机理.

摘要： 本文假设简单流场和一步化学反应机理，采用渐进分析法计算了三种特定的拉伸或曲面预混火焰（平面火焰，管式火焰和球面火焰）的火焰速度和火焰温度。火焰速度和火焰温度可以通过两个耦合的非线性代数方程用简单的数值方法求解，并与精确数值解对比验证了渐近分析法得到的结果。基于火焰曲面效果的物理分析，将得到的分析结果拓展到一般曲面火焰，给出了曲面拉伸火焰的火焰速度和温度的曲率效果关联式。通过关联式对平面拉伸火焰的参数进行修正，可以得到任意曲面拉伸火焰的火焰速度和温度。

摘要： 在实验室对几何尺寸为80×80mm的爆炸钢质管道,通过在内壁加贴绝热材料,采用高精度动态数据采集分析系统,测量爆炸过程中的火焰、爆炸波参数,研究了瓦斯爆炸过程中壁面散热对火焰传播速度和爆炸波的影响.研究结果表明:壁面散热条件对瓦斯爆炸传播特性影响非常明显,内贴绝热材料管道的火焰速度和爆炸波超压、波速均比光滑管道有大幅提高,并可诱导激波的产生,得出了壁面散热对火焰传播速度和爆炸波超压峰值、波速的影响规律,并从爆炸能量特征及能量守恒角度进行了理论分析,实验结论与理论分析相吻合.研究结果对指导现场防治瓦斯爆炸具有一定的指导意义.

摘要： 该文提出一种预估多孔介质中预混火焰传播速度的方法。

摘要： 一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，所述燃烧器包括：上、下相对设置的氧化剂喷射器和气态燃料喷射器，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器沿竖直方向同轴设置，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器的喷射口上、下相对设置，所述氧化气体喷射器的顶部设置有氧化剂端气体振动发生器，所述氧化剂端气体振动发生器的振荡发生端正对氧化气体喷射器的气体喷射通道设置，所述气态燃料喷射器的底部设置有燃料端气体振动发生器，所述燃料端气体振动发生器的振荡发生端正对气态燃料喷射器的气体喷射通道设置。本设计能够形成出口速度边界高度可控的非稳态火焰，能够精确的观察不同波形条件对对冲燃烧碳烟的影响。

摘要： 本发明公开了一种可形成均匀速度场的对冲火焰喷管设计方法，应用于基础燃烧研究及对冲火焰实验装置领域。喷管从气流入口至气流出口划分为：喷管扩散段、喷管过渡段、喷管收缩段；包括：根据喷管收缩段的几何参数确定喷管扩散段、喷管过渡段；对喷管收缩段的轮廓进行约束，得到喷管收缩段的轮廓表达式；根据喷管收缩段的轮廓表达式计算喷管收缩段的评估参数；判断喷管收缩段的评估参数是否符合要求，若符合，则得到喷管收缩段模型；若不符合，则返回调整对喷管收缩段的轮廓约束，直到符合要求，得到喷管收缩段模型为止。该方法不仅使实验区域内形成均匀的出口速度分布，并且有效降低了边界层厚度，从而保证了对冲火焰实验数据的有效性。

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： 一种高度可控速度边界的非稳态对冲火焰燃烧器结构，所述燃烧器包括：上、下相对设置的氧化剂喷射器和气态燃料喷射器，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器沿竖直方向同轴设置，所述氧化气体喷射器和气态燃料喷射器的喷射口上、下相对设置，所述氧化气体喷射器的顶部设置有氧化剂端气体振动发生器，所述氧化剂端气体振动发生器的振荡发生端正对氧化气体喷射器的气体喷射通道设置，所述气态燃料喷射器的底部设置有燃料端气体振动发生器，所述燃料端气体振动发生器的振荡发生端正对气态燃料喷射器的气体喷射通道设置。本设计能够形成出口速度边界高度可控的非稳态火焰，能够精确的观察不同波形条件对对冲燃烧碳烟的影响。

摘要： 本发明公开了一种可形成均匀速度场的对冲火焰喷管设计方法，应用于基础燃烧研究及对冲火焰实验装置领域。喷管从气流入口至气流出口划分为：喷管扩散段、喷管过渡段、喷管收缩段；包括：根据喷管收缩段的几何参数确定喷管扩散段、喷管过渡段；对喷管收缩段的轮廓进行约束，得到喷管收缩段的轮廓表达式；根据喷管收缩段的轮廓表达式计算喷管收缩段的评估参数；判断喷管收缩段的评估参数是否符合要求，若符合，则得到喷管收缩段模型；若不符合，则返回调整对喷管收缩段的轮廓约束，直到符合要求，得到喷管收缩段模型为止。该方法不仅使实验区域内形成均匀的出口速度分布，并且有效降低了边界层厚度，从而保证了对冲火焰实验数据的有效性。

摘要： 本申请公开了一种对冲火焰拉伸熄灭极限和火焰速度测量系统，包括：气体罐组、PIV装置、CCD相机组、计算机和上下相对设置的两个对冲装置；对冲装置包括壳体和非共面同轴圆环喷口对冲系统；非共面同轴圆环喷口对冲系统安装在壳体上；壳体通过管路系统与气体罐组连接；PIV装置和CCD相机组均正对着两个对冲装置喷口之间的区域；PIV装置与计算机电连接；非共面同轴圆环喷口对冲系统包括内喷口和外喷口；内喷口和外喷口均为弧边喷口；内喷口与外喷口之间具有预设的第一高度差。本发明最大程度地切合了气体的流动方向，减少了内外喷口的气流产生交叉紊流的可能性，可以在测量区域形成更稳定的流场，进而提高了测量精度。

摘要： 本发明涉及燃料测试技术，旨在提供一种基于热流量法的气/液燃料层流火焰速度测试方法。该方法包括：各路气态原料进入预混器进行充分混合后，在盘片上方被点火装置点燃，形成稳定的一维平面火焰；测量不同预混未燃物流速下炉盘的温度分布，经拟合计算得到二次项系数C，对其随预混未燃物流速的变化情况进行线性拟合，得到C＝0处的流速大小，即为燃料的层流火焰速度值S

摘要： 本申请公开了一种对冲火焰拉伸熄灭极限和火焰速度测量系统，包括：气体罐组、PIV装置、CCD相机组、计算机和上下相对设置的两个对冲装置；对冲装置包括壳体和非共面同轴圆环喷口对冲系统；非共面同轴圆环喷口对冲系统安装在壳体上；壳体通过管路系统与气体罐组连接；PIV装置和CCD相机组均正对着两个对冲装置喷口之间的区域；PIV装置与计算机电连接；非共面同轴圆环喷口对冲系统包括内喷口和外喷口；内喷口和外喷口均为弧边喷口；内喷口与外喷口之间具有预设的第一高度差。本实用新型最大程度地切合了气体的流动方向，减少了内外喷口的气流产生交叉紊流的可能性，可以在测量区域形成更稳定的流场，进而提高了测量精度。

摘要： 本实用新型涉及燃料测试技术，旨在提供一种基于热流量法的测试气/液燃料层流火焰速度的装置。该装置包括燃料供应及预混单元、燃烧单元和控制单元；其中，燃料供给及预混单元包括预混器、惰性载气气瓶、氧化剂气瓶，以及气体燃料气瓶或液体燃料储罐；燃烧单元包括热流量炉和恒温热源；热流量炉由炉膛、炉头和炉盘组成；控制单元包括数据采集仪和上位的计算机，前者通过信号线接至炉盘上的热电偶，后者通过信号线连接至数据采集仪。该装置能够获得一维绝热平面火焰，火焰燃烧速度不受火焰拉伸、火焰曲率和热量损失等因素的影响，从而避免了传统测量方法引入外插法带来的实验不确定度，精确度更高。