燃烧室内三维温度场的辐射反问题

本文提出了一种在介质辐射特性已知的条件下,由壁面入射辐射热流的测量值反演燃烧室内三维温度场的方法。该方法是在辐射传递方程离散坐标近似的基础上,用求目标函数极小值的共轭梯度法进行反演计算。通过对吸收系数、散射不对称因子、反照率、壁面黑度和燃烧室大小尺寸等参数对反演精度影响的分析,结果表明,即使存在随机测量误差,这些参数对温度场反演精度的影响也不大,本文所提出的方法可较精确地反演燃烧室内三维温度场。     

不同排烟条件下细水雾扑灭油池火的实验研究

通过全尺寸模拟实验研究了细水雾和机械排烟共同作用下小室火灾烟气特性.实验中通过改变变频器频率来调节风量和风速,通过封堵来改变排烟口位置及其开口大小,研究分析了细水雾和机械排烟共同作用下火场的温度和CO体积分数变化.实验结果表明,随着排烟强度的增加,细水雾灭火时间延长,烟气平均升温速率和平均降温速率均下降,CO体积分数降...     

柱面简谐热源激励下管内温度场特性的研究

设计制作了一个新型的圆柱形装置,螺旋地缠绕在管壁上、并均匀布置在下端面的电热扁丝能够灵敏地将交流电功率转换成简谐热流信号。主要研究了在柱面简谐热源的激励下,圆管内空气温度场的分布特性。实验结果表明,轴向温度场呈现了显著的非线性特征;径向温度场震荡明显,呈现近似简谐分布;当简谐热流激励频率为500 Hz时,由腔体内建立的径向温度场分布可以发现,腔体中心位置处的温度值高于近壁面热源,存在热量叠加聚焦效应,出现了超温现象。     

不同放电倍率条件下的锂电池温度场分析

锂电池作为可再生能源领域中储能系统的核心部件,其安全运行至关重要,然而锂电池在放电过程中的温升现象会严重影响其安全运行与使用寿命,甚至会导致事故的发生,因此,研究锂电池的工作温度对其安全的影响具有重要意义.本文首先根据实验数据分析了锂电池在充放电循环过程中的温度情况,分析发现:随着放电倍率的增大,锂电池在放电过程中的温...     

旋流数对某环管型燃烧室内燃烧及NOx生成特性的影响

采用数值模拟的方法对主喷嘴不同旋流数下某重型燃气轮机环管型燃烧室内流场、温度场和热力型NOx生成规律进行分析。结果表明：燃烧室内主喷嘴出口形成主回流区,根部贴近壁面处形成外部回流区;值班喷嘴出口处形成中心回流区;值班喷嘴出口扩散火焰区域与外部回流区温度较高,热力型NOx生成速率明显加快;旋流数增大,主回流区范围增大,外部回流区范围减小,中心回流区消失;燃烧峰值温度略有降低,高温区范围明显减小,热力型NOx生成速率降低;适当增大主喷嘴旋流数有利于控制NOx排放。     

撞击流气化炉内火焰二维温度场分布的测量

通过试验研究和理论分析,提出了一种基于彩色CCD三基色的单色法,测量了气化炉火焰温度,并计算气化火焰二维温度场.采用了多个参考点,进而提高了计算的精确性.结果表明,使用此方法能有效地检测气化火焰的二维温度场分布,并正确地反映气化燃烧状况,对工业气化炉的运行具有一定的指导意义.     

燃用准东煤电站锅炉炉膛温度场分布及结渣特性试验研究

在掺烧准东煤电站锅炉试验中,通过改变SOFA风率和准东煤掺烧比,研究了SOFA风率和掺烧比对膛内火焰温度场分布及炉膛内结渣情况的影响。结果表明,一次燃烧区域火焰平均峰值温度随SOFA风率的增加而降低,而二次燃烧区域火焰平均峰值温度炉膛和烟气出口温度随SOFA风率的增加而升高。随着准东煤掺烧比增大,主燃烧区域温度升高,而在燃尽风区域火焰平均峰值温度则降低。SOFA风率最大时燃烧器中部区域结渣情况最为严重,而随着SOFA风率的减小,燃尽风上方区域的结渣情况越来越严重。随着掺烧比的增大,燃烧器中部区域和燃尽风上方区域的结渣情况均变得严重。里层渣样出现钠钙长石和赤铁矿的富集,随着结渣的发展,渣样中碱金属含量逐渐降低。     

单相逆流换热器温度分布及(火用)传递特性的研究

借鉴无相变逆流换热器对数平均温度的推导方法,导出了无相变换热器中流体及换热管内、外壁的温度分布,并基于热力学第一、第二定律及非平衡热力学理论,以某高压加热器过热段为例,分别求出了换热过程中蒸汽至管外壁和管内壁至给水的传(火用)系数,从(火用)传递的角度分析了无相变管壳式换热器的换热性能,为优化换热器结构提供了理论参考依据.     

磷酸铁锂和三元锂电池外部过热条件下的热失控特性

锂离子电池已广泛应用于储能和电动汽车中,但由于其易燃性,存在火灾和爆炸的风险.本文以单体40 A·h三元锂和72 A·h磷酸铁锂电池为对象,采用不同位置外部过热研究其热失控特性.实验结果表明磷酸铁锂电池在外部过热条件下不会引燃,而三元锂电池会自发引燃和喷射;侧面加热比底部加热能更早进入热失控;通过传热分析得到40 A·...     

直喷式柴油机燃烧室形状对气缸内流动及排气特性的影响

当今为了净化柴油机的废气,大家正在进行各种研究。其中,通过改变燃烧室的形状设计来促进空气流动的方法来改善伴随燃油喷射正时延迟而产生的不良燃烧是有效的。 作者提出采用3次元流体解析代码KIVA—IⅠ系统地分析了直喷式柴油机燃烧室的形状、直径缩口率及偏心量等各参数、涡流、挤流的气流曲线在气缸内流动特性与时间变化的关系。并且,根据具体数值分析的结果进行实机试验,从而证实不同的燃烧室形状会引起不同的排放结果。     

预测单个火灾房间内温度场分布的多层区域模型

建立了一种预测单个室内火灾发展的多层区域模型(multi-layer zone model)．整个火灾房间被划分成任意多个水平分布的区域，假设每一层内的物理化学参数分布均匀，通过质量守恒、能量守恒等建立每一层的控制方程．介绍了模型中应用的火灾模型，包括燃烧、流动和传热模型．利用Runge-Kutta积分方法得到每一层内气体温度随火灾发展过程的变化．模型预测结果和Steckler实验对比表明模型具有较好的准确性．     

矩形油池火羽流中心线的温度分布

开展了不同火源形状因子(1≤s≤3)的较大功率矩形油池火实验,测量了燃料的质量损失速率,借助编制的图像分析程序处理实验视频得到了连续火焰最大高度(Lc)和火焰最大高度(Lm).将Hasemi羽流中心线温度修正模型的理论预测值和实验值进行了对比,结果表明,随着s的增大,Hasemi理论模型预测值呈现增大的趋势,s=1时,理论预测值和实验值比较接近,两者无明显差异性;s=1.33和s=3时,理论预测值和实验值的变化趋势一致,但两者的总体偏差超过5%.     

基于火焰辐射图像的温度分布与浓度分布联合重建

讨论了基于火焰辐射图像的截面温度分布和碳粒浓度分布的重建测试方法。分析并建立了测试系统理模型和优化模型，设计了相应的求解算法，针对电站锅炉燃煤火焰进行了实际测试。计算结果与实际测试结果进行比较和分析，温度分布和浓度分布与模型重建结果比较接近，表明重建结果合理、可信。     

顶棚开口受限空间油池火火焰振荡模式研究

用火焰序列图像分析方法,对具有顶棚开口的受限空间内的油池火火焰振荡模式进行了实验研究.实验观察到顶棚开口受限空间内油池火的火焰具有两种可以相互转化的振荡模式.在第1种火焰振荡模式下,根部火焰周期性膨胀与收缩,产生向上传播的蘑菇状火焰和较大的火焰高度波动;第2种火焰振荡模式根部火焰平稳,上部火焰会弯曲并左右摆动.火焰图像...     

利用火焰图像同时重建温度场和浓度场的试验研究

煤粉火焰图像是火焰辐射经过发射、衰减和散射等过程后到达摄像机靶面的投影。火焰发射出的辐射强度与火焰自身的温度密切相关，而辐射强度的衰减则取决于弥散介质的特性和浓度。该文首先研究了辐射衰减系数与粒子浓度场的关系，提出了对温度场和浓度场进行同时重建的控制方程。最后，在小型燥粉炉上进行断面温度场和浓度场的重建试验。图ll参l2     

基于火焰辐射的回转式危险废弃物焚烧炉内介质温度场的非接触重建

以两段式回转窑焚烧炉为研究对象,基于逆向Monte Carlo方法,提出了利用电荷耦合器件摄像机所获取的辐射信息进行炉膛断面二维弥散介质温度场快速重建的模型.应用最小二乘QR(LSQR)矩阵分解算法结合维恩定律即可重建出截面温度场.模拟计算表明,即使在存在测量误差的情况下,仍可以较好地重建出介质温度场,同时辐射能传感器的信噪比不应低于70 dB.并进行了现场试验研究,试验结果证实了重建方法的可行性和实用性.     

基于燃料床的小坡度地表火蔓延模型研究

表述了几种常见的火蔓延模型，在传热分析的基础上，建立了一个比较理想的物理和数学模型，导出了描绘坡度火蔓延过程的微分方程及其初始、边界条件，并进行了数值计算．在燃料床上模拟了坡度地表火蔓延过程，通过对实验数据的测取和分析，讨论了火蔓延速率和温度场分布等随坡度大小变化的关系．最后将实验结果和理论计算结果对比分析，发现该模型能够揭示火蔓延规律，同时也得出了一些关于林火蔓延的结论，如上坡火能够加速火的蔓延和转化等。     

西藏低压环境对油池火火焰形状的影响

通过拉萨和合肥两地开展相同尺寸的甲醇和汽油油池火燃烧实验,研究了两地油池火燃烧特性参数的不同,分析低氧低压条件对于燃烧特性参数的影响机理.研究发现,在燃料类型和尺寸相同的情况下,燃料在拉萨的失重速率比合肥慢,产生的CO浓度更高;采用火焰图像分析对两地火焰图像进行处理,发现相同小尺寸的油盘燃料燃烧,拉萨火焰面积比合肥要大...     

用双色法研究汽油机燃烧火焰的温度分布

探讨了用双色法测量汽油机温度场的可行性.通过添加氧化铝粒子替代柴油机燃烧产生的碳烟颗粒,利用高速彩色CCD拍摄得到图像,采用双色法计算缸内温度分布.为验证其可行性,在稳态火焰燃烧器上同时采用双色法和热电偶对甲烷空气火焰进行温度测试对比,并讨论不同双色组合对测试精度的影响.结果表明用氧化铝粒子和RB模式的双色法可以获得较好的精度.在一台汽油进气道喷射可视化发动机上,通过向进气道喷射混合均匀的纳米氧化铝粒子,对缸内燃烧过程进行分析,获得了汽油机温度场信息.     

电场对旋转火焰温度的影响

燃料燃烧时,火焰内部的非完全燃烧会使生成的烟气中存在带电粒子,旋转火焰在直流电场作用下内部和顶部的温度会明显升高,一般升高25℃,而在旋转火焰的边缘处,火焰的温度变化较小,一般只有5℃.这主要与火焰内部的燃烧温度特性和旋转特性有关.同时,在不同性质的电场作用下,其温度的变化幅度也不相同,在直流电的作用下,其温度的最大变化范围可以达到30℃,而在100 Hz交流电作用下温度的最大变化范围还不到5℃.