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交流电场电压幅值对球形火焰影响的理论研究
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:西安交通大学学报
  • 时间:2015.8
  • 页码:33-38
  • 分类:TK431[动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
  • 作者机构:[1]西安交通大学能源与动力工程学院,西安710049, [2]陕西理工学院陕西省工业自动化重点实验室,陕西汉中723001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51176150,51476126);清华大学汽车安全与节能国家重点实验室开放基金资助项目(KF14122).
  • 相关项目:电场下火花点火预混火焰传播特性的研究
中文摘要:

为了获得高频交流电场电压幅值对球形扩展火焰的影响因素,运用电磁学原理进行了研究,得出:以两网状电极为底面的圆柱体中任意一点在任意时刻产生的电磁能量大小与交流电电压有效值的平方成正比,与该点到圆柱体轴心的距离成正比,在圆柱体中电磁能量密度沿径向递减;电磁能量产生的热效应和电化学效应可提高火焰平均传播速度,电磁能量密度的不均分布会引起火焰变形。同时,通过对常温、常压下定容燃烧弹中3种过量空气系数的甲烷-空气预混球形扩展火焰的平均传播速度和形状变化与加载交流电压有效值的关系进行了实验验证,结果表明:当电压有效值小于2kV时,电磁能量以热效应的方式促进火焰传播,当电压有效值大于2kV时,电磁能量以电化学效应的方式促进燃烧;实验中电磁能量密度的不均匀分布导致了火焰横向拉伸。该结果可为高频电场助燃研究提供新的思路和方法。

英文摘要:

To find out the influence factors of high frequency AC electric field voltage amplitude on spherically expanding flame, the basic principles of electromagnetism are used to conclude that the value of electromagnetic energy gets proportional to the square of RMS AC voltage and the distance to the axial in the cylinder with two mesh electrodes as its bottom surfaces at any time; the electromagnetic energy density decreases radially in the cylinder~ the thermal and electrochemical effects produced by electromagnetic energy promotes the the average flame propagation rate, and the uneven distribution of electromagnetic energy density leads to a flame deformation. An experiment is conducted to investigate the relationship between RMS AC voltage and the average flame propagation rate/deformation of premixed CH~-air mixture flame at room temperature and 3 kinds of excess air ratio, under atmospheric pressure and high frequency AC electric fields. The results show that when RMS produced by electromagnetic energy promotes the AC voltage is lower than 2 kV, thermal effect average flame propagation rate, and when RMS AC voltage is higher than 2 kV, electrochemical effect promotes the average flame propagation rate, and the uneven distribution of electromagnetic energy density leads to transverse stretch of the flame.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275