管式燃烧器气体协流水雾特性的实验研究

本文是一篇关于管式燃烧器气体协流水雾特性实验研究的论文，由刘晅亚、陆守香、秦俊、朱迎春共同撰写。研究采用LDV/APV（激光多普勒测速计/相位多普勒速度计）系统对管式燃烧器的水雾雾场特性进行了实验研究，并探讨了协流气体对燃烧喷嘴出口水雾雾粒运动规律的影响。文章详细阐述了实验装置、测试方法以及对实验结果的分析，并从气液两相流理论角度对管式燃烧器气体协流水雾特性进行了研究。本文可为火灾和爆炸防治领域的水雾应用提供理论依据和技术参考。 关键词包括：水雾、协流、管式燃烧器、两相流。 实验研究的引言部分指出，细水雾因其良好的液滴分散性、高热容和易蒸发特性，在火灾和爆炸防治应用中受到关注。水雾通过与预混气体火焰的相互作用产生隔爆和抑爆效果，其作用机制主要体现在吸热、降温及隔氧窒息效应。研究表明，在特定条件下，细水雾对预混气体火焰的抑制效果优于其他惰性气体如N2和CF4。 实验装置及测试方法部分详细介绍了实验台的组成，包括预混气体混合段、细水雾生成系统、管式燃烧器、点火系统和控制系统五部分。实验中，气体预混浓度通过流量配比方式配制，并利用红外分光光谱仪对混合气体浓度进行在线标定。实验使用的管式燃烧器由不锈钢材料制成，内径35mm，壁厚2mm，喷嘴出口直径为15mm。实验台还设计了隔栅网，以减少水雾对火焰的扰动，并允许预混气体和水雾在燃烧器喷嘴处均匀混合喷出。 为了准确测量和分析管式燃烧器燃烧喷嘴出口的水雾雾场特性，作者采用了三维LDV/APV系统。通过这种方法可以详细研究水雾颗粒在燃烧管内的运动规律，分析协流气体对水雾雾粒运动的影响，并且从气液两相流理论角度探讨管式燃烧器的气体协流水雾特性及两相流流场特征。 实验结果和理论分析部分深入讨论了不同协流条件下水雾颗粒的运动特征，包括速度、粒径分布等参数的测量结果。这些分析有助于揭示水雾与火焰相互作用的细节，为细水雾技术在火灾和爆炸防控中的应用提供了理论支持。 本文的研究对于实际工程应用具有重要意义，特别是在液化石油、天然气储罐及管道输送保护以及煤矿井下瓦斯防爆、抑爆等领域。通过这项研究，可以更好地理解细水雾对火焰燃烧速度的抑制机制，进而设计更有效的细水雾抑爆系统。 作者简介部分提供了刘晅亚和陆守香的背景信息，并指出了通讯联系人。此外，文章还提到了本研究的基金项目来源。 该论文通过实验研究和理论分析，深入探讨了管式燃烧器气体协流水雾特性的复杂性，为相关领域的研究提供了宝贵的数据和理论支持，对于火灾和爆炸防控技术的发展具有推动作用。