论文部分内容阅读
机械电子元件在小型化、高效化、集成化方面的发展使得对质量轻、寿命长的微型动力装置的需求日渐迫切,微动力机电系统、微推进系统和微型发电系统等微燃烧器应运而生。碳氢化合物的储能密度约比传统的锂电池高两个数量级,所以,作为一种轻型能源供应设备,以碳氢化合物为燃料的燃烧装置更具有优势,小尺寸燃烧器将逐渐取代对环境非友好、价格昂贵的锂电池。但是,在小尺度燃烧器设计方面遇到最大的挑战是如何在维持体系正常燃烧与热输出功最大化之间保持最佳的平衡状态。在微燃烧器中,由于尺寸的减小,一方面导致面容比增大,散热速率急剧提高,使常规火焰无法稳定:另一方面,火焰传播的灭火极限距离也使得常规火焰无法在如此小的燃烧器内传播,因此必须采取特殊的措施来维持燃烧器内的稳定燃烧。
论文中实验部分设计了小尺度平版型燃烧器(尺度先固定在3mm),对预混气体(丙烷和空气的混合物)在燃烧器中的燃烧情况进行了观察和分析,并对火焰面驻定时的外壁面温度进行了测量,绘出了火焰驻定的速度范围,随后改变燃烧室尺度,仍保持当量比不变,观测并记录此时火焰驻定的速度范围。
论文中模拟部分主要运用计算流体力学(CFD)二维平板燃烧模型模拟研究了预混气体在小尺度空间内燃烧特性及热力条件,预混气体的当量比和燃烧器尺度对燃烧特性的影响,进一步对实验结果进行了验证和分析。