PIV技術(shù)在脈動(dòng)火焰測(cè)量中的應(yīng)用研究.pdf

1、近20年來(lái)，粒子圖像測(cè)速(Particle Image Velocimetry, PIV)技術(shù)的發(fā)展逐步成熟，是非常有前景的全場(chǎng)測(cè)速技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)PIV的應(yīng)用研究主要局限于無(wú)反應(yīng)流的流場(chǎng)，對(duì)于反應(yīng)流研究較少，而且主要側(cè)重于穩(wěn)態(tài)燃燒，而脈動(dòng)燃燒/燃燒振蕩等周期性或者非周期性變化流場(chǎng)PIV技術(shù)鮮見(jiàn)應(yīng)用。
　　脈動(dòng)燃燒技術(shù)因其燃燒強(qiáng)度高和污染物排放低等優(yōu)點(diǎn)受到國(guó)內(nèi)外的關(guān)注，成為燃燒科學(xué)和技術(shù)研究中的熱點(diǎn)之一?；谝陨蟽牲c(diǎn)，本文對(duì)PIV

2、技術(shù)應(yīng)用于脈動(dòng)火焰流場(chǎng)展開(kāi)研究，主要工作和成果如下:
　　1.對(duì)示蹤粒子的跟隨性和散射性展開(kāi)了探討，建立了脈動(dòng)火焰流場(chǎng)中示蹤粒子跟隨性數(shù)學(xué)模型，利用Matlab數(shù)值計(jì)算得到了空氣流場(chǎng)中常用示蹤粒子各個(gè)粒徑下的跟隨性，定量分析了粒徑對(duì)跟隨性的影響，并且對(duì)粒子散射性做了分析，完成了脈動(dòng)火焰流場(chǎng)中示蹤粒子的選型;
　　2.利用流化床原理，設(shè)計(jì)了示蹤粒子發(fā)生裝置，對(duì)此進(jìn)行了預(yù)備實(shí)驗(yàn)，成功均勻產(chǎn)生粒子，并且濃度滿(mǎn)足測(cè)量的要求，將該裝置

3、應(yīng)用于脈動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)，搭建了脈動(dòng)火焰流場(chǎng)PIV測(cè)試系統(tǒng)，得到了較好的效果;
　　3.計(jì)算了PIV系統(tǒng)兩束激光脈沖時(shí)間間隔Δt，通過(guò)對(duì)PIV系統(tǒng)各個(gè)參數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法的正確選擇，提高了測(cè)試精度，成功得到了冷態(tài)和熱態(tài)各個(gè)工況下的流場(chǎng)矢量圖和流線(xiàn)圖。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，燃燒反應(yīng)情況下，速度變化幅度比冷態(tài)情況下要大，且在聲場(chǎng)作用下更明顯。
　　4.通過(guò)熱線(xiàn)風(fēng)速儀測(cè)得管內(nèi)流速和燃燒器出口射流速度的轉(zhuǎn)化關(guān)系，通過(guò)實(shí)際速度的計(jì)算，驗(yàn)證了PIV系統(tǒng)測(cè)得的