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：

 

(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。