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    定容弹试验验证预燃室火花塞对比普通火花塞点燃的火焰优势

    发布时间:2021-03-09 浏览:2427次 字号:  
    在定容燃烧弹上试验了天然气-空气可燃混合气被普通火花塞和预燃室火花塞点燃的火焰发展情况,对比了不同初始温度(300K、450K)和初始压力(1.0MPa、1.5MPa)下的火焰图像和压力曲线。主要结论如下:
     定容弹试验验证预燃室火花塞对比普通火花塞点燃的火焰优势
    (1) 预燃室火花塞点燃形成的火焰传播呈火焰射流形态,在初期能形成较强的湍流和火焰褶皱结构,与普通火花塞点燃后近似于层流火焰的发展有明显差别,并且总体上明显加速。
     
    (2) 预燃室火花塞点燃形成的火焰传播有明显的速度分段的特点,在混合气消耗小于50%的阶段,其火焰面积扩展速度明显高于普通火花塞点燃的火焰,理论空燃比下差距达1倍,稀燃条件下可达6倍。当混合气消耗大于50%后,两种火花塞的火焰传播形式差异减小至消失。压力曲线也体现出了相同的特点。
     
    (3) 预燃室形成的火焰射流持续时间小于4ms,随着湍流的耗散,射流导致的加快火焰传播的趋势逐渐消失,在火焰图像上会形成明显的转折点,转折点出现在火焰射流消失后6-10 ms。火焰射流能够影响的范围在射流轴线方向的发展距离均大致为50mm。在层流火焰速度较低的工况下,火焰射流带来的加速效应更加明显。
     
    定容弹The constant volume vessel
     
    定容弹由内腔为圆饼形的弹体、石英石窗和压板组成。两侧视窗的可视直径为100mm。在容弹的外侧贴装有多片加热片和用于温控的热电偶,加热片总功率为4kw。容弹的侧壁上还布置有进排气气路、压力传感器和安装火花塞的适配接口。在压力传感器和火花塞周围布置有小型冷却循环通道,本实验中采用水或者硅油循环保护传感器和火花塞不至于过热。容弹整体设计可工作在500K温度、2MPa静压力以及10MPa瞬时峰值压力下。