应用隔板式定容燃烧弹的甲烷-空气混合气射流引燃研究

doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2014.10.022

兵工学报 ›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (10): 1667-1673.doi: 10.3969/j.issn.1000-1093.2014.10.022

应用隔板式定容燃烧弹的甲烷-空气混合气射流引燃研究

刘昊¹，张红光¹，赵光耀¹，白小磊¹，王震¹，孙娜²

(1.北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124；2.北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044)

收稿日期:2014-01-06 修回日期:2014-01-06 上线日期:2014-11-28
通讯作者: 刘昊 E-mail:liuhao_0225@163.com
作者简介:刘昊(1987—)男硕士研究生
基金资助:
国家自然科学基金项目（51376011）；北京工业大学第十二届研究生科技基金项目（ykj-2013-9302）；北京市自然科学基金项目和北京市教育委员会科技计划重点项目（KZ201410005003）

Study of Jet Ignition of Methane in a Divided Constant Volume Combustion Bomb

LIU Hao¹, ZHANG Hong-guang¹, ZHAO Guang-yao¹, BAI Xiao-lei¹, WANG Zhen¹, SUN Na²

(1.College of Environmental and Energy Engineering, Beijing University of technology, Beijing 100124, China;2.School of Mechanical, Electronic and Control Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)

Received:2014-01-06 Revised:2014-01-06 Online:2014-11-28
Contact: LIU Hao E-mail:liuhao_0225@163.com

摘要/Abstract

摘要： 在定容燃烧弹内添加带孔横隔板实现甲烷-空气混合气的射流引燃，可以达到甲烷-空气混合气快速燃烧的目的。利用纹影法研究了在不同的初始条件下，隔板位置、隔板孔径及隔板孔数等不同横隔板参数，对射流引燃实现甲烷-空气混合气快速燃烧的影响。将有隔板与无隔板条件下，单孔隔板与多孔隔板条件下的实验数据进行对比，结果表明：使用横隔板后较无隔板情况可以提高甲烷-空气混合气的燃烧速率；在文中实验条件下的隔板式定容燃烧弹中，横隔板在中间位置时主燃烧室最易发生燃烧现象；甲烷-空气混合气的燃烧压力峰值随横隔板孔径和孔数的增加呈现先增加后减小的趋势，燃烧压力峰值出现时刻随横隔板孔径和孔数的增加而提前。

关键词: 工程热物理, 定容燃烧弹, 甲〖JP9〗烷-〖JP〗空气混合气, 横隔板, 射流引燃

Abstract: In order to improve the methane-air mixture combustion rate, the experiment of a divided constant volume combustion bomb is carried out for fast burning of methane-air mixture by jet ignition. The effects of baffle plate parameters, such as location, orifice diameter and orifice number, on fast burning of methane-air mixture by jet ignition under various initial conditions are studied by means of schlieren method. The experimental data of constant volume combustion bombs with and without single and plural orificed baffle plates are compared. The results show that the combustion rate is improved by an orificed baffle plate. The location C in the constant volume combustion bomb is the best place since the main combustion chamber is easy to burn under certain experimental conditions. The peak combustion pressure of the methane- air mixture increases first and then decreases with the increase in the diameter and number of orifices.

Key words: engineering thermophysics, constant volume combustion bomb, methane-air mixture, transverse daptor parameter, jet ignition

中图分类号:

TK46

刘昊，张红光，赵光耀，白小磊，王震，孙娜. 应用隔板式定容燃烧弹的甲烷-空气混合气射流引燃研究[J]. 兵工学报, 2014, 35(10): 1667-1673.

LIU Hao, ZHANG Hong-guang, ZHAO Guang-yao, BAI Xiao-lei, WANG Zhen, SUN Na. Study of Jet Ignition of Methane in a Divided Constant Volume Combustion Bomb[J]. Acta Armamentarii, 2014, 35(10): 1667-1673.

参考文献

［1］ Umierski M, Kobrfer T, Stommel P. Low emission and fuel consumption natural gas engines with high power density for stationary and heavy-duty application,1999-01-2896[R]. US: SAE,1999.
[2］ Tilagone R, Monnier G. Development of a lean-burn natural gas-powered vehicle based on a direct-injection diesel engine，2000-01-1950[R]. US：SAE,2000.
[3］司鹏鹍，张惠明,杨志勇,等.燃烧室结构对稀燃天然气发动机性能的影响[J].农业机械学报，2009，40(4)： 53-57.
SI Peng-kun, ZHANG Hui-ming, YANG Zhi-yong，et al．Influence of the combustion chamber structure on the lean burn CNG engine performance [J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2009，40(4)：53-57.（in Chinese）
[4］张勇, 黄佐华，廖世勇，等. 天然气/氢气燃烧特性研究[J]. 内燃机学报, 2006, 24(3): 200-205.
ZHANG Yong, HUANG Zuo-hua, LIAO Shi-yong， et al．Study on combustion characteristics of natural gas-hydrogen-air mixtures[J]. Transactions of CSICE, 2006, 24(3): 200-205.（in Chinese）
[5］刘海全，马凡华，王宇，等.不同掺氢比天然气发动机的燃烧排放特性[J].农业机械学报，2008，39(8): 1-4．
LIU Hai-quan, MA Fan-hua, WANG Yu， et al． Combustion and emission characteristics of an engine fueled with hydrogen enriched nature gas of various blend ratios[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 2008，39(8): 1-4． (in Chinese)
[6］ Reynolds C C， Evans R L. The effect of varying the injected charge stoichiometry in a partially stratified charge natural gas engine,2005-01-0247 [R]. US: SAE, 2005.
[7］ Huang Z H, Zeng K, Yang Z L. Study on combustion characteristics of direct injection natural gas engine by using a rapid compression machine [J]. Transactions of CSICE, 2001, 19(4): 314-322.

[1]	梁志豪, 巫江虹, 金鹏, 李会喜. 电动汽车热泵空调系统结霜特性及除霜策略[J]. 兵工学报, 2017, 38(1): 168-176.
[2]	叶宏，张海涛. 周期性环境条件下围护结构热物性对系统能耗及目标热控效果的影响[J]. 兵工学报, 2015, 36(9): 1710-1721.
[3]	石智成, 刘昊, 张红光, 卢海涛. 基于快速压缩机的二甲醚燃烧特性研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(7): 1340-1346.
[4]	巫江虹，李会喜，游少芳. 热泵热水器外盘微通道冷凝器与外盘铜管冷凝器特性比较[J]. 兵工学报, 2015, 36(6): 1147-1152.
[5]	侯普秀，刘超鹏，巫江虹. 旋转式室温磁制冷回热器二维多孔介质模型仿真[J]. 兵工学报, 2015, 36(5): 938-945.
[6]	刘焜，余永刚，赵娜. 某空气雾化旋流喷嘴在受限空间内雾化特性的实验研究[J]. 兵工学报, 2015, 36(10): 1882-1887.
[7]	范宝伟，潘剑锋，陈瑞，刘杨先，唐爱坤，王谦. 点火提前角对天然气转子发动机燃烧过程的影响[J]. 兵工学报, 2014, 35(1): 1-8.
[8]	张琦，余永刚，刘东尧，陆欣. 脉冲等离子射流与液体工质相互作用特性实验研究及数值模拟[J]. 兵工学报, 2012, 33(5): 518-524.
[9]	王艳峰，胡欲立，孟生，王朋. 某型水下航行器电池舱段热过程CFD分析[J]. 兵工学报, 2012, 33(4): 476-482.
[10]	唐爱坤，潘剑锋，薛宏，李晓春，邵霞，李德桃. 燃烧室结构对微热光电系统能量转换的影响分析[J]. 兵工学报, 2011, 32(7): 866-871.
[11]	索文超，毕小平，吕良栋. 履带车辆百叶窗空气流动模拟及结构优化[J]. 兵工学报, 2010, 31(7): 887-891.
[12]	李进，叶宏，韦孟柳. 光子晶体对大气窗口波段发射辐射的抑制作用[J]. 兵工学报, 2010, 31(11): 1426-1430.
[13]	张红光，郑轶，郑国勇，王焱，宋大林. 采用汽油作燃料的内置横隔板定容燃烧室的开发与试验[J]. 兵工学报, 2009, 30(5): 622-627.
[14]	王鹏，杜志明. 传热系数随温度变化对化学放热系统临界环境温度的影响[J]. 兵工学报, 2009, 30(5): 644-647.
[15]	李向宾，刘淑艳，王国玉，张博，张敏弟. 绕水翼空化流动速度分布的DPIV测量与分析[J]. 兵工学报, 2009, 30(3): 276-281.

应用隔板式定容燃烧弹的甲烷-空气混合气射流引燃研究

Study of Jet Ignition of Methane in a Divided Constant Volume Combustion Bomb

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价