定容湍流燃燒實驗系統(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經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要問題，“開源”——尋找新型可替代能源和“節(jié)流”——提高能源使用效率并行對促進經(jīng)濟的較快發(fā)展起著十分重要的作用。
　　本研究以內(nèi)燃機替代燃料的湍流燃燒基礎(chǔ)機理研究為前提，針對實驗系統(tǒng)存在的湍流分布均勻性較低、系統(tǒng)耐壓不高、試驗對象單一、系統(tǒng)可控變量少等問題，首先以定容湍流燃燒實驗系統(tǒng)的總體設(shè)計為主要內(nèi)容，依次對系統(tǒng)的總體設(shè)計方案、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)計思路、結(jié)構(gòu)組成、關(guān)鍵參數(shù)計算等方面展開詳實的論證和評估。
　　其次，在彈體密封上，設(shè)計雙端蓋密封結(jié)構(gòu)實現(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，重點對定容彈本體、石英玻璃和固定螺栓進行設(shè)計和校核，確保實驗系統(tǒng)的可靠性。此外，為消除氣路容積對預(yù)混合氣當(dāng)量比的影響，設(shè)計了獨立進氣系統(tǒng);對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，設(shè)計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現(xiàn)湍流燃燒火焰

3、的采集。
　　同時，以定容燃燒腔室內(nèi)湍流氛圍的營造為研究內(nèi)容，以多種湍流營造方法的對比分析為基礎(chǔ)，結(jié)合研究目的和工程實際，設(shè)計“金字塔”型風(fēng)扇布局，以風(fēng)扇擾動作為燃燒腔室內(nèi)預(yù)混合氣湍流流動的動力來源，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)域碰撞形成無序的湍流流動，實現(xiàn)真正意義上的湍流氛圍。
　　此外，針對火焰圖像數(shù)目多、火焰特征參數(shù)難以手工準確獲取等問題，本研究基于MATLAB平