定容湍流燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制.pdf

1、石油資源的日益匱乏與汽車行業(yè)的迫切能源需求之間的矛盾已成為影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要問(wèn)題，“開(kāi)源”——尋找新型可替代能源和“節(jié)流”——提高能源使用效率并行對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的較快發(fā)展起著十分重要的作用。
　　本研究以內(nèi)燃機(jī)替代燃料的湍流燃燒基礎(chǔ)機(jī)理研究為前提，針對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)存在的湍流分布均勻性較低、系統(tǒng)耐壓不高、試驗(yàn)對(duì)象單一、系統(tǒng)可控變量少等問(wèn)題，首先以定容湍流燃燒實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，依次對(duì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案、定容燃燒彈、配氣系

2、統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路、結(jié)構(gòu)組成、關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算等方面展開(kāi)詳實(shí)的論證和評(píng)估。
　　其次，在彈體密封上，設(shè)計(jì)雙端蓋密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)燃燒腔室的有效密封及石英玻璃的便捷拆裝;在彈體結(jié)構(gòu)上，重點(diǎn)對(duì)定容彈本體、石英玻璃和固定螺栓進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核，確保實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性。此外，為消除氣路容積對(duì)預(yù)混合氣當(dāng)量比的影響，設(shè)計(jì)了獨(dú)立進(jìn)氣系統(tǒng);對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，設(shè)計(jì)并搭建了燃燒壓力采集子模塊，并采用紋影法和高速攝影儀配合使用的方式實(shí)現(xiàn)湍流燃燒火焰

3、的采集。
　　同時(shí)，以定容燃燒腔室內(nèi)湍流氛圍的營(yíng)造為研究?jī)?nèi)容，以多種湍流營(yíng)造方法的對(duì)比分析為基礎(chǔ)，結(jié)合研究目的和工程實(shí)際，設(shè)計(jì)“金字塔”型風(fēng)扇布局，以風(fēng)扇擾動(dòng)作為燃燒腔室內(nèi)預(yù)混合氣湍流流動(dòng)的動(dòng)力來(lái)源，采用風(fēng)扇前端的孔板罩將風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)形成的有序旋流轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g射流，多束射流在燃燒腔室中心區(qū)域碰撞形成無(wú)序的湍流流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)真正意義上的湍流氛圍。
　　此外，針對(duì)火焰圖像數(shù)目多、火焰特征參數(shù)難以手工準(zhǔn)確獲取等問(wèn)題，本研究基于MATLAB平