采用外加电场是燃烧过程控制的一个重要手段。本课题采用外加电场来强化微细尺度层流扩散燃烧的稳定性,以促进液体燃料在微细尺度下稳定与完全燃烧。采用光学可视化测量手段,获取了蒸发界面的变化规律和火焰结构特征。建立了电场作用下液体乙醇微尺度层流扩散燃烧的数学模型,通过数值模拟得到了电场力与浮升力共同作用下微细尺度层流扩散火焰结构。实验研究了不同流量下微细尺度乙醇扩散燃烧特性,得出稳定燃烧下流量极限范围,探讨了微燃烧器壁面温度的变化规律和火焰高度的各种影响因素。进行了受限射流扩散燃烧与自由射流扩散燃烧的对比实验研究。研究结果表明,在采用考虑液滴辐射传热与边界层滑移的模型时火焰结构的计算结果与实验结果吻合良好;在相同的乙醇流量下,受限射流扩散火焰的长度和宽度均小于自由射流扩散火焰,受限射流扩散燃烧时燃料和空气的混合效果要好于自由射流扩散燃烧,而且其火焰结构受浮升力的影响较大;扩散火焰中热扩散效应对壁面温度分布以及液体燃料的气化产生重要影响。设计了三种新型结构的液体燃料微型燃烧器,获得发明专利1项、实用新型专利2项。共发表研究论文20篇,被EI检索10篇。
英文主题词Micro/small-scale combustion; Effect of electric field; Liquid fuel; Laminar diffusion flame; Micro energy system