脈動燃燒及其污染物生成的機理研究

《脈動燃燒及其污染物生成的機理研究》是依託南京理工大學，由蔡文祥擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：脈動燃燒及其污染物生成的機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：蔡文祥
• 依託單位：南京理工大學

項目摘要

能源的高效利用及污染減排日益受到重視，脈動燃燒技術是解決上述問題有效途徑之一。本項目擬以數值仿真與實驗研究相結合對亥姆霍茲型脈動燃燒器中脈動燃燒及污染物生成機理開展套用基礎研究。為此，採用TR-PIV系統測量脈動燃燒過程的瞬態燃燒流動，採用水冷壓力感測器測量壓力脈動變化，分析多循環燃燒流場變化。再結合溫度及組分分布測量，利用聲壓計測量脈動燃燒裝置噪聲，探索燃燒、噪聲及污染物生成之間內在聯繫。以大渦模擬為基礎，採用LES/RANS混合格式及亞格線湍流與燃燒反應模型，基於直接噪聲模擬法，開發三維貼體坐標系脈動燃燒計算軟體。與試驗結果對比，驗證數值模擬的可靠性，改進不足，獲得能夠準確描述脈動燃燒現象的數學模型與方法，數值研究進口參數變化對脈動燃燒及污染物的影響。最終，將數值模擬與實驗相結合，初步揭示脈動燃燒及其污染物生成機理，為進一步利用脈動燃燒技術，發展低污染脈動燃燒器提供技術儲備。

結題摘要

本項目對脈動燃燒所涉及的瞬態燃燒流場及工作特性採用實驗及數值方法進行分析。研究結果表明，脈動燃燒內的壓力、速度及溫度等特徵參數變化的周期性明顯。首次採用實驗方法證實了脈動燃燒流場的周期性分布特性，為深入研究脈動燃燒機理奠定了基礎。本項目編制的DES燃燒過程數值模擬程式，基於本項目提出的複合NO生成模型，對脈動燃燒過程及氮氧化物生成特性進行了數值模擬，數值模擬結果與試驗結果較為相符，說明本項目所採用的數學模型及方法準確，可用於脈動燃燒過程進一步的深入研究，為充分認知脈動燃燒機理奠定了基礎。