PIV技術(shù)在脈動火焰測量中的應(yīng)用研究.pdf

1、近20年來，粒子圖像測速(Particle Image Velocimetry, PIV)技術(shù)的發(fā)展逐步成熟，是非常有前景的全場測速技術(shù)。目前國內(nèi)對PIV的應(yīng)用研究主要局限于無反應(yīng)流的流場，對于反應(yīng)流研究較少，而且主要側(cè)重于穩(wěn)態(tài)燃燒，而脈動燃燒/燃燒振蕩等周期性或者非周期性變化流場PIV技術(shù)鮮見應(yīng)用。
　　脈動燃燒技術(shù)因其燃燒強度高和污染物排放低等優(yōu)點受到國內(nèi)外的關(guān)注，成為燃燒科學和技術(shù)研究中的熱點之一。基于以上兩點，本文對PIV

2、技術(shù)應(yīng)用于脈動火焰流場展開研究，主要工作和成果如下:
　　1.對示蹤粒子的跟隨性和散射性展開了探討，建立了脈動火焰流場中示蹤粒子跟隨性數(shù)學模型，利用Matlab數(shù)值計算得到了空氣流場中常用示蹤粒子各個粒徑下的跟隨性，定量分析了粒徑對跟隨性的影響，并且對粒子散射性做了分析，完成了脈動火焰流場中示蹤粒子的選型;
　　2.利用流化床原理，設(shè)計了示蹤粒子發(fā)生裝置，對此進行了預(yù)備實驗，成功均勻產(chǎn)生粒子，并且濃度滿足測量的要求，將該裝置

3、應(yīng)用于脈動試驗臺，搭建了脈動火焰流場PIV測試系統(tǒng)，得到了較好的效果;
　　3.計算了PIV系統(tǒng)兩束激光脈沖時間間隔Δt，通過對PIV系統(tǒng)各個參數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法的正確選擇，提高了測試精度，成功得到了冷態(tài)和熱態(tài)各個工況下的流場矢量圖和流線圖。實驗發(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，且在聲場作用下更明顯。
　　4.通過熱線風速儀測得管內(nèi)流速和燃燒器出口射流速度的轉(zhuǎn)化關(guān)系，通過實際速度的計算，驗證了PIV系統(tǒng)測得的