液体燃料微小尺度燃烧可视化与燃烧特性研究

摘要

微型燃烧器与传统燃烧器相比有许多独特之处。相对于气体燃料，液体燃料具有密度大、体积小、安全性高的优点，但是燃烧过程更为复杂，大部分研究仍处于探索阶段，液体燃料微尺度燃烧理论与新型微燃烧器的研究方兴未艾。
　　在研究液体燃料微小尺度燃烧理论的基础上，设计构建液体乙醇微小尺度燃烧系统和火焰可视化测量系统。通过改变燃烧器直径和调节燃料供给流量生成不同性态的微小尺度燃烧过程。基于光偏折CT采样原理同时获得微小尺度火焰和光偏折莫尔条纹序列图像；使用基于波前恢复的图像处理技术提取光偏折投影信息；使用逆Abel变换算法反演多截面的燃烧温度分布，进而使用Visualization toolkit技术实现燃烧温度场的动态体可视化。
　　对微小尺度火焰结构和温度场的动态体可视化分析表明：当燃烧器管径一定时，在稳燃阶段，火焰高度、宽度、峰值温度都随燃料流量的增大而增大；在振荡燃烧阶段，随着燃料流量的增大，火焰高度、宽度逐渐增大，而峰值温度先增大后减小，火焰振荡燃烧周期随燃料流量的增大而减小。当燃料流量一定时，火焰高度与火焰宽度与燃烧器管径无关，火焰温度随燃烧器管径的增大而增大，振荡燃烧周期随管径的减小而减小。本论文的研究成果为微小尺度燃烧理论研究和新型微燃烧器、微动力机电系统设计提供基础性科学依据，有助于解决动力机械、微电子信息、生物医学等领域的相关热点问题。

目录

符号说明

1 绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2微小尺度燃烧的国内外研究现状

1.3光学层析技术的国内外研究现状

1.4本文的主要研究工作

2液体燃料微小尺度扩散燃烧理论

2.1液体燃料燃烧理论

2.2扩散火焰理论

2.3微小尺度燃烧机理

2.4本章小结

3 实验系统和研究方法

3.1实验系统

3.2实验方法和数据处理

3.3 本章小结

4液体燃料微小尺度燃烧特性研究

4.1燃料流量和燃烧器管径对微小尺度火焰结构的影响

4.2燃料流量和燃烧器管径对微小尺度火焰温度的影响

4.3微小尺度火焰熄火和振荡燃烧研究

4.4本章小结

5 总结与展望

参考文献

致谢

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