燃烧轻气炮氢氧燃烧特性详细反应动力学模拟

合集下载

氢燃料燃烧性能数值模拟分析

氢燃料燃烧性能数值模拟分析作者：阿俊利郭朋彦张瑞珠陈磊李志远来源：《河南科技》2017年第23期摘要：本文将氢燃烧的化学反应机理与Chemkin多区火花点火燃烧模型耦合，分析压缩比、点火提前角等因素对氢燃料燃烧性能的影响，结果表明：当压缩比不同时，缸内温度随着压缩比的增大而略微下降，缸内压力随着压缩比的增大而增大；当点火提前角不同时，缸内温度变化不大，缸内压力随点火提前角的增大而增大。

关键词：氢燃料；化学反应机理；燃烧性能中图分类号：TK46 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2017）12-0110-02Numerical Simulation Analysis of Combustion Performance of Hydrogen FuelA Junli Guo Pengyan Zhang Ruizhu Chen Lei Li Zhiyuan（College of Mechanical， North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou Henan 450045）Abstract： In this paper， the chemical reaction mechanism of hydrogen combustion is coupled with the Chemkinmulti-zone spark ignition model to analyze the influence of compression ratio and ignition advance angle on the combustion performance of hydrogen fuel. The results showed that when the compression ratio is not at the same time， the temperature of the cylinder with the increase of the compression ratio and decreases slightly， the cylinder pressure increases with the increase of the compression ratio； when the ignition advance angle is not at the same time， little change of temperature in the cylinder， the cylinder pressure increases with the increase of the ignition advance angle.Keywords： hydrogen fuel；chemical reaction mechanism；combustion performance近年来，清洁燃料的研究已经随着化石燃料的枯竭和污染排放法规的加强而引起越来越多的关注。

管道中氢—空气预混火焰传播动力学实验与数值模拟研究

管道中氢—空气预混火焰传播动力学实验与数值模拟研究可燃气预混燃烧是燃烧实际应用中最基础、最重要的研究课题,也是其火灾、爆炸事故防治的基本研究对象。

由于受限空间中的预混火焰动力学是内燃机燃烧的典型过程,同时也代表爆轰波发展中的火焰加速、爆燃向爆轰转变等过程,因此在工程燃烧和爆炸安全等方面均有重要应用。

另外,氢气作为一种未来具有广阔前景的新能源,开展氢-空气可燃混合气体燃烧特性和行为的研究势在必行。

同时,开发和验证与之相应的、能够广泛应用的燃烧模型和方法对于氢气燃烧应用和爆炸安全具有举足轻重的作用。

本研究的主要目的是为预混燃烧动力学及其机理提供深入的基础性研究,并为预混燃烧和爆炸安全科学研究和工程应用提供坚实的理论基础和可靠的燃烧模型与方法。

本论文主要完成两个研究目标。

第一个目标是系统地研究管道中预混燃烧动力学特性,包括火焰动力学及其与压力波的相互作用、动态升压特性以及火焰传播的内在动力学机理。

本文的另一个重要的目标是研究管道中气体爆炸动力学特性,在此基础上发展和验证能够合理预测灾害性气体爆炸的理论模型和数值方法。

本论文的研究基于管道中预混氢-空气预混火焰传播的实验测量和计算流体动力学(CFD)数值模拟。

在实验中,运用高速纹影摄像方法和压力测试技术研究了水平放置的半开口管道和封闭管道中不同当量比的氢-空气火焰动力学和升压特性。

高速摄像仪和纹影设备用来记录燃烧过程中火焰形状和位置随时间的变化规律。

压力传感器用来测量这种非稳态燃烧过程中的瞬态压力随时间变化特性。

另外,实验还研究重力、开口率和当量比对燃烧动力学的影响。

在数值模拟中,预混火焰的传播过程分别模拟为二维和三维的化学反应性流动。

在二维的数值模拟中预混燃烧采用动态增厚火焰模型(TF模型)进行模拟。

氢气在空气中的化学反应采用19步详细化学反应机理进行求解。

三维的数值模拟通过两种不同的数值方法开展。

第一种方法基于与二维模拟一样的燃烧技术,即动态增厚火焰模型。

氢氧末级动力系统

氢氧末级动力系统是一种使用氢气和氧气作为推进剂的火箭发动机系统。

在火箭发动机中，推进剂通过燃烧产生高速气体，通过喷嘴膨胀加速，从而产生推力。

氢氧末级动力系统具有以下特点：
1. 高比冲：氢气和氧气在燃烧后产生的气体质量非常小，因此可以获得较高的比冲，从而提高火箭的推进效率。

2. 高效燃烧：氢气和氧气燃烧产生的热能非常高，可以达到约285,0000摄氏度的高温。

因此，在火箭发动机中可以实现高效燃烧，提高推进剂的利用效率。

3. 无毒推进剂：氢气和氧气都是无毒的，因此在使用过程中对环境和人员的影响较小。

同时，它们的储存和运输也相对比较安全。

4. 高可靠性：氢氧末级动力系统通常采用闭环控制系统，可以对推进剂的流量、压力等进行精确控制，从而提高了系统的可靠性和安全性。

5. 环保友好：氢气和氧气作为推进剂不会产生有害气体或固体废弃物，因此对环境的影响较小。

总之，氢氧末级动力系统是一种高效、环保、可靠的火箭发动机系统，具有广泛的应用前景。

氢氧燃烧加热器点火试验和数值仿真

氢氧燃烧加热器点火试验和数值仿真日期:•引言•点火试验•数值仿真•对比分析•结论与展望•参考文献目录CONTENTS01引言0102研究背景和意义氢氧燃烧加热器的点火试验研究对于了解其性能、优化其设计和提高其效率具有重要作用。

氢氧燃烧加热器在工业领域的应用具有重要意义，如钢铁、航空航天、电子等。

通过点火试验研究氢氧燃烧加热器的燃烧特性、传热性能及其影响因素，为优化其设计和运行提供理论依据。

研究目的采用实验测试和数值模拟相结合的方法，对氢氧燃烧加热器的点火过程、燃烧特性、传热性能等进行研究。

研究方法研究目的和方法02点火试验试验设备氢氧燃烧加热器、点火器、高速摄像机、红外测温仪、压力传感器等。

试验目的验证氢氧燃烧加热器的点火性能，研究点火时刻的火焰传播速度和温度分布。

试验流程将点火器放置在氢氧燃烧加热器的出口处，点燃点火器，同时用高速摄像机和红外测温仪记录燃烧过程，最后用压力传感器测量燃烧时的压力变化。

点火试验设计试验结果及分析点火时刻火焰传播速度通过高速摄像机拍摄的图像，可以测量出点火时刻火焰传播的速度，该速度与加热器的工作压力和温度有关。

火焰温度分布通过红外测温仪可以测量出火焰不同位置的温度分布，分析温度分布可以得出火焰的加热效率以及燃烧是否充分等信息。

压力变化通过压力传感器可以测量出燃烧时压力的变化，分析压力变化可以得出燃烧是否稳定等信息。

氢氧燃烧加热器的点火性能良好，可以稳定地点火燃烧。

点火时刻火焰传播速度随着加热器工作压力的增加而增加，但增加幅度逐渐减小。

火焰温度分布不均匀，加热效率较低，需要进一步改进燃烧器设计以提高加热效率。

燃烧过程中压力变化稳定，说明燃烧过程稳定，不会产生爆燃等危险情况。

01020304试验结论03数值仿真有限元法使用有限元方法对物理系统进行离散化，通过求解离散化的方程得到系统的近似解。

有限体积法将计算区域划分为一系列控制体积，通过求解控制体积上的离散方程得到系统近似解。

混合氢氧燃烧性能的模拟与仿真优化研究

混合氢氧燃烧性能的模拟与仿真优化研究1.引言燃烧是一种重要的能量转化过程，在许多工业和能源领域起着关键作用。

混合氢氧燃烧作为一种新型、清洁的能源，受到了越来越多的关注和研究。

在开展实验之前，通过模拟与仿真来研究混合氢氧燃烧的性能是一种有效的方法。

本文旨在探究混合氢氧燃烧性能的模拟与仿真优化方法。

2.混合氢氧燃烧的性能参数混合氢氧燃烧的性能参数包括燃烧速度、温度分布、压力变化等。

燃烧速度是燃烧过程中燃料与氧化剂之间的化学反应速率，它影响到燃烧的能量释放和燃料利用效率。

温度分布是燃烧过程中温度的空间分布情况，它对燃料燃烧产生的热量传递和燃气排放等方面有着重要影响。

压力变化是燃烧过程中气体压力的变化规律，它关系到燃烧过程的稳定性和安全性。

3.混合氢氧燃烧的模拟方法混合氢氧燃烧的模拟方法包括数值模拟和计算流体力学（CFD）模拟。

数值模拟是通过数学模型和计算方法进行模拟，如稳态、非稳态的模拟方法，常用的有化学动力学模拟、瞬态过程模拟等。

CFD模拟是利用计算机模拟燃烧过程中流体的运动和传热过程，可以较为准确地预测燃烧的性能参数。

4.混合氢氧燃烧的优化方法混合氢氧燃烧的优化方法包括快速反应区的控制、燃烧动力学参数的调整和燃料组分比例的优化等。

快速反应区的控制可以通过调整混合氢氧比例来控制，以达到燃烧速度的调节。

燃烧动力学参数的调整可以通过改变活化能、频率因子和燃料分子量等来调整，以提高燃烧效率和热释放率。

燃料组分比例的优化可以通过优化燃料的配比来提高燃烧能力和稳定性。

5.混合氢氧燃烧的模拟与仿真优化案例以混合氢氧燃烧的燃烧速度为例，利用数值模拟方法进行了燃烧速度的优化研究。

通过调整燃气的配比和燃烧室的结构等因素，实现了燃烧速度的控制和提高。

在数值模拟过程中，采用了化学动力学模型和流体运动模型，对燃烧过程进行了仿真分析。

根据模拟结果，优化了燃烧室结构和燃气配比，在保持燃料利用率的同时，提高了燃烧速度和能量转化效率。

氢氧催化燃烧流化床反应器流体力学特征的数值模拟

拉格朗日模型中，每一相的牛顿运动方程都要同时包含颗粒碰撞和气体对颗粒作用力的影响。欧拉一
孑隙率Ｌ
￡最小孔隙率
气相密度，ｇｍ。ｋ／固相密度，ｋ／ｇｍ。气相偏应力张量，ａＰ
塑性状态偏应力张量，ａＰ
点Ｅ引。
ｋ相间动量传递相，ｍ。Ｎ／
Ｒ固相颗粒雷诺数ｅ
Ｐ塑性状态固相压强，ａＰ
由于氢氧催化燃烧流化床反应器中氢氧混合气体的通人量小并具有放射性，密度低，化剂颗粒比催重轻，流化床尺寸较小，目前尚未发现对其多相流动特征的研究，文采用数值方法，本对氢氧催化燃烧流化床反应器中多相流流体力学特征进行了模拟。
欧拉方法中，各相作为相互渗透的连续相，将以构造
连续性，动量和能量方程的积分平衡，以及相界面上
黏性状态偏应力张量，ａＰ
在压水堆核电站中，艺废气的主要成分是某工些裂变产物放射性气体如氮气和氢气，当废气中氢
连续相密度之间的巨大差别，了曳力之外的其它除
用Ｐ－ｚ３ｄＡＩ等催化剂，Ｏ通过催化反应使废气中的氢和氧在较低的温度下催化燃烧复合为水，氢氧含使
６
四川化工
第ｌ卷１
２００８年第６期
力都没有很大的意义，以忽略。因此，大多数的可在研究中，只要是处理多相流，就只考虑曳力。由于颗

氢氧燃料电池发电机组的动态特性模拟与仿真研究

氢氧燃料电池发电机组的动态特性模拟与仿真研究随着环境保护意识的增强和能源开发的需求，氢气作为一种源源不断、无污染的新能源，受到了越来越多的关注。

氢氧燃料电池发电机组作为利用氢气发电的重要设备，正逐渐成为研究的热点。

然而，氢氧燃料电池发电机组的动态特性模拟与仿真研究至今仍是一个尚未完善的领域。

一、氢氧燃料电池发电机组的动态特性氢氧燃料电池发电机组是一种将氢气和氧气通过电化学反应转化为电能的设备。

在正常运行时，氢氧燃料电池发电机组的输出电压和电流不仅受到负载的影响，而且还会受到温度、压力、湿度等因素的影响。

因此，研究氢氧燃料电池发电机组的动态特性是非常必要的。

在氢氧燃料电池发电机组运行过程中，负载的变化是不可避免的，因此动态特性指的是氢氧燃料电池发电机组在负载变化时输出电压、电流、功率等参数变化的规律。

动态特性的研究对于提高氢氧燃料电池发电机组的性能和优化其控制策略具有重要意义。

二、氢氧燃料电池发电机组的仿真方法目前，氢氧燃料电池发电机组的仿真模型主要有两种：一种是基于物理原理建立的方程模型，另一种是采用数据驱动的神经网络模型。

这两种模型都有其优缺点。

方程模型是建立在氢氧燃料电池发电机组的物理原理基础上的，可以准确地反映氢氧燃料电池发电机组的电化学、传质、传热等过程。

但是，建立和求解这些复杂的方程需要大量的计算和实验，难度较大。

此外，方程模型的建立还受到模型精度、参数和初始条件的限制。

相对而言，神经网络模型则是一种侧重于数据处理和拟合的方法。

它能够通过训练和优化神经网络来预测氢氧燃料电池发电机组的输出特性，不需要复杂的物理模型和方程求解。

但是，神经网络模型也存在过拟合和欠拟合等问题，需要进行网络结构和参数调整。

三、氢氧燃料电池发电机组的动态特性仿真研究针对氢氧燃料电池发电机组的动态特性，许多学者和研究人员已经进行了大量的模拟与仿真研究。

例如，在基于方程模型的仿真研究中，有人提出了一种基于贝叶斯优化的参数辨识方法，可以有效地提高方程模型的精度；有人基于模糊控制理论提出了一种模糊PID控制方法，能够在负载变化时有效地控制氢氧燃料电池发电机组的输出电压和电流。

某轻型迫击炮全炮动力学仿真分析的开题报告

某轻型迫击炮全炮动力学仿真分析的开题报告一、研究背景轻型迫击炮是一种重要的小口径迫击炮，因其重量轻、火力威力大、适应性强等优点，在现代战争中扮演着重要角色。

全炮动力学仿真分析是对该武器进行综合评估的有效工具，能够通过模拟炮弹发射过程中的各种物理现象来获得炮管受力情况、发射精度、射程等重要参数，从而为炮弹设计、炮身材料选择及改进设计提供参考。

二、研究目的本文旨在通过模拟轻型迫击炮全炮动力学特性，包括炮弹发射、弹丸运动、炮管应力、炮筒温度等，为改进轻型迫击炮的设计提供参考和帮助。

三、研究内容本文将对轻型迫击炮进行全炮动力学仿真分析。

具体内容包括：1.建立轻型迫击炮全炮动力学仿真模型，包括炮弹、炮筒、炮底装置等部分。

2.分析炮弹装填、引信点火、火药燃烧等物理过程，计算炮弹初速度、弹道等参数。

3.根据炮弹弹道受力情况，计算炮管的内外应力、变形量，分析炮管疲劳寿命。

4.计算炮筒各部位的温度分布情况，分析热变形情况及其对射击精度的影响。

5.对仿真得到的数据进行后处理，显示和分析计算结果，比对实验数据和仿真数据，验证仿真模型的准确性。

四、研究意义1.全面了解轻型迫击炮的发射过程、应力特点和热力学特性，为其设计以及材料选择提供参考。

2.提高轻型迫击炮的性能，增加其射程和精度，加强其在现代战争中的作用。

3.拓展全炮动力学仿真的研究领域，为其他小口径迫击炮的研究提供参考和方法。

五、研究方法本文将采用COMSOL Multiphysics软件对轻型迫击炮进行全炮动力学仿真分析。

该软件是一个基于有限元方法的多物理场模拟工具，在热、电、机械等物理场上有很强的计算和模拟能力，可以处理大型复杂结构和多物理场耦合问题。

六、研究进度安排1.项目启动（1周）确定研究方向、选题、制定计划、撰写开题报告。

2.数据收集（1周）收集各种关于轻型迫击炮的技术资料，对炮弹、炮筒、火药等进行全面了解，为仿真提供数据参考。

3.建模与仿真（8周）建立轻型迫击炮仿真模型，进行物理场建模、网格划分、物理特性仿真计算、计算结果可视化等过程。

燃烧轻气炮发射药密闭燃烧过程数值模拟

ｕｓｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ — ｏｘｙｇｅｎｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｌｆｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓ（ＣＦＤ）
第３５卷
第８期
四川兵工学报
２０１４年８月
【武器装备理论与技术】
ｄｏｉ：１０．１１８０９／ｓｃｂｇｘｂ２０１４．０８．００７
燃烧轻气炮发射药密闭燃烧过程数值模拟
游修东，张相炎，刘宁
本文引用格式：游修东，张相炎，刘宁．燃烧轻气炮发射药密闭燃烧过程数值模拟［Ｊ］．四川兵工学报，２０１４（８）：２２
—
２４．
中图分类号：ＴＪ３０２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００６— ０７０７（２０１４）０８— ００２２— ０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌｉｇｈｔｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅｇａｓｉｎｔｈｅｃｌｏｓｅｄｃｈａｍｂｅｒｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｌｉｇｈｔｇａｓｇｕｎ，ｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｔｒｅａｃｔｉｏｎｌｆｏｗｍｏｄｅｌｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ— ｏｘｙｇｅｎｐｒｅｍｉｘｅｄｇａｓｗａｓｅｓｔａｂ — ｌｉｓｈｅｄ，ｉｎｗｈｉｃｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｋ－ｅｔｗｏ — ｅｑｕａｔｉｏｎｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｎｄｔｈｅＥＤＭｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｌｎｏｆＰｒｏｐｅｌｌａｎｔＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎＣｌｏｓｅｄＣｈａｍｂｅｒｏｆ

燃烧轻气炮点火对内弹道性能影响的仿真分析

２ｒｄｎａｎｃｅＩｎｄｕｓｔｒｙＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ・２５・
３３（１２）
燃烧轻气炮点火对内弹道性能影响的仿真分析
黄滔，张相炎，刘宁
（南京理工大学机械工程学院，南京２１００９４）摘要：为探索燃烧轻气炮点火对内弹道性能的影响，应用商业软件对其进行仿真分析，通过施加能量模拟点火
混合后点燃，利用燃气的化学能推动弹丸前进的新
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂｙｔｈｅｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｉｇｎｉｔｉｏｎｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌ
ｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｂｏｒｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓｃａｎｂｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ，ｂｕｔｈａｓｌｅｓｓｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｍｕｚｚｌｅｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｓ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅｉｍｐａｃｔｔｈａｔｔｈｅｉｇｎｉｔｉｏｎｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｌｉｇｈｔｇａｓｇｕｎｏｎｉｎｔｅｒｎａｌｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅ

二级轻气炮内弹道过程数学建模及数值仿真

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｌａｕｎｃｈｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｗｏ — ｓｔａｇｅｌｉｇｈｔｇａｓｇｕｎ，ｃｌａｓｓｉｃａｌｉｎｔｅｉｒｏｒｂａｌｌｉｓｔｉｃｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｅｓｃｉｂｒｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆｐｏｗｄｅｒｉｎｃｈａｍｂｅｒａｎｄｐｉｓｔｏｎｍｏｔｉｏｎ，ａｎｄｏｎｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｕｎｓｔｅａｄｙ
中图分类号：ＴＪ０１２．１文献标识码：Ａ文章编号：２０９６— ２３０４（２０１６）１２— ００７５—０５
ＭａｔｈｅｍａｔｉｃａｌＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒＩｎｔｅｒｉｏｒＢａｌｌｉｓｔｉｃｓＰｒｏｃｅｓｓｏｆＴｗｏ・－ＳｔａｇｅＬｉｇｈｔ－－ＧａｓＧｕｎ
ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｂｌｅｌｆｕｉｄｍｏｄｅｌｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｅｓｃｉｒｂｅｌｆｏｗｉｎｇｏｆｇａｓｉｎｌｉｇｈｔ — ｇａｓｃｈａｍｂｅｒａｎｄｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｍｏｔｉｏｎ．

氢氧燃烧热力循环系统的特性分析

氢氧燃烧热力循环系统的特性分析氢氧燃烧热力循环系统的特性分析段婷婷X郭晓丹(华北电力大学动力工程系,北京102206)摘要:本文主要阐述了新型氢氧燃烧热力循环的系统的构成,并进行了特性的分析,指出了新型氢氧热力循环的应用前景。

关键词:氢氧燃烧;热力循环;特性分析未来全球能源领域将面临前所未有的巨大挑战。

为了解决不断增长的能源需求与日益严重的环境污染及温室效应之间的尖锐矛盾,世界能源结构亟待调整,特别目前以化石燃料为主的能源格局需要逐步改变。

在能源与动力领域,通过热力循环实现机械能的输出,围绕热力循环的研究是能源利用转换领域永恒的课题。

人们一方面寻求和开发新能源,例如太阳能、核能、地热能、风能、潮汐能等,另一方面就是要开拓研究高效、洁净能源利用的新循环、新机理、新技术。

在众多新能源中,氢能以其热值高、无污染和不产生温室气体等独特优点引起了人们越来越多的关注,利用氢氧燃烧的新的联合循环形式也应运而生。

氢氧燃料具有燃烧清洁无污染、能量阶梯利用率高等特点。

早在上世纪90年代初,就有日、美等国科技工作者提出氢氧燃烧联合循环的设想。

现在,美国与日本均有科研计划将之付诸实用的研究。

本文主要分析利用氢氧燃料的热力循环系统各自的性能特点,并对其可行性进行了分析评价。

一、系统构成及特性1.与传统燃煤蒸汽透平相结合的氢氧燃烧系统(1)系统的构成图1所表示的是一个中间一次再热的135MW燃煤蒸汽透平循环的系统图作为本文的参考系统。

系统包括八段抽气,给水温度为251e。

表1给出了参考系统的运行参数。

在此基础上提出几种与传统热力循环相结合的新型系统。

新系统的设计主要添加了两个部分:1氢氧燃烧装置将用于高压缸排气的再热,白色箭头处为混合式的氢氧燃烧蒸汽再热装置。

o如图1所示,灰色箭头处为氢氧燃烧蒸汽过热装置,用于从燃煤锅炉出来的蒸汽过热。

假设温度和压力等条件均满足,则可以提出以下四种循环,如表2所示。

所有的循环都添加了混合式氢氧燃烧再热器(白色箭头处),并且第三和第四种循环添加了混合式氢氧燃烧过热器(灰色箭头处)。

氢氧火焰焚烧器燃烧特性研究

氢氧火焰焚烧器燃烧特性研究近年来，环保和能源问题越来越受到人们的关注。

氢氧火焰焚烧器在环保和能源领域得到了越来越广泛的应用和重视。

然而，氢氧火焰焚烧器的燃烧特性仍然需要深入研究，以提高其效率和安全性。

本文旨在探讨氢氧火焰焚烧器的燃烧特性，介绍该领域的最新研究成果。

一、氢氧火焰焚烧器燃烧特性概述氢氧火焰焚烧器是一种新型的燃烧设备。

它使用氢和氧气作为燃料，将它们混合在一起后在高温条件下进行燃烧。

氢氧火焰焚烧器与传统的燃烧设备相比，具有以下优点：1. 燃烧产物几乎不含有害气体，对环境污染小。

2. 燃烧产生的热量高，能够用作高能燃料。

3. 燃烧效率高，能够节约燃料和能源。

尽管氢氧火焰焚烧器有许多优点，但是它的燃烧特性仍然需要深入研究。

首先，氢氧火焰焚烧器的燃烧过程受到空气和水分子的影响，这使得燃烧过程很难控制。

其次，氢氧火焰焚烧器的燃烧速度很快，其燃烧行为和火焰稳定性需要研究。

二、氢氧火焰焚烧器燃烧特性研究方法氢氧火焰焚烧器燃烧特性的研究方法包括实验方法和数值模拟方法。

实验方法可以直接观测和测量火焰的形态、燃烧温度和产物浓度等。

数值模拟方法可以通过计算机模拟燃烧过程中的各种变量，来预测和分析燃烧行为和特征。

三、氢氧火焰焚烧器燃烧特性研究进展近年来，氢氧火焰焚烧器燃烧特性的研究取得了许多进展。

以下是一些相关研究成果的介绍：1. 火焰形态研究研究人员使用实验方法观测了氢氧火焰焚烧器燃烧过程中火焰形态的变化。

他们发现，当氧气流量升高时，火焰高度和宽度都会增加。

此外，火焰形态还会受到周围气流和火焰前沿的影响。

这些结果对于优化氢氧火焰焚烧器的设计和燃烧效率具有重要的指导意义。

2. 火焰传播速度研究研究人员使用数值模拟方法预测了氢氧火焰焚烧器的火焰传播速度。

他们发现，在一定的燃料和氧气浓度下，火焰传播速度会随着温度的升高而增加。

此外，火焰前缘的形态和速度也会受到燃烧参数的影响。

这些结果可以帮助改善氢氧火焰焚烧器的燃烧效率和控制。

火箭发动机燃烧模拟与优化

火箭发动机燃烧模拟与优化火箭发动机是一种重要的推进器，它通过燃烧燃料和氧化剂来产生高温高压气体，驱动发动机喷出高速气流，从而产生推力，推动火箭进行运行。

因此，对于火箭发动机的设计和优化非常重要。

在发动机的燃烧过程中，燃料和氧化剂的混合、燃烧反应速率、排放物生成等因素都会影响发动机的性能表现。

因此，通过模拟和优化，可以提高发动机的燃烧效率和性能表现，从而提高火箭的运载能力和可靠性。

一、火箭发动机燃烧模拟火箭发动机燃烧模拟是通过数值计算的方式，对燃料和氧化剂的混合和燃烧过程进行模拟。

目的是了解燃料和氧化剂的混合情况和燃烧反应过程中温度、压力、能量输出等重要因素的变化规律。

这样可以帮助研发人员更好的设计发动机的燃烧室和喷嘴，并调整燃料和氧化剂的比例，提高发动机的推力和动力特性。

火箭发动机燃烧模拟的基本方法是利用计算机软件对火箭发动机燃烧过程进行数值计算。

在计算中，需要考虑燃料和氧化剂在燃烧室中的流动特性和混合情况，以及燃烧反应的动力学和热力学方程。

计算过程可以采用流体动力学和化学反应等数值模拟技术，从而得到火箭发动机在不同工况下的温度、压力、能量输出等参数信息。

二、火箭发动机燃烧优化火箭发动机燃烧优化是指对发动机的燃料和氧化剂比例、注入方式、燃烧室形状和喷嘴结构等进行调整，以提高发动机的推力、效率和稳定性。

燃烧优化的核心是针对燃烧反应的物理和化学过程，优化燃烧室和喷嘴的设计，从而达到最佳的发动机效率和性能表现。

在火箭发动机燃烧优化中，最关键的是燃料和氧化剂的混合和燃烧反应。

一般的优化方法是采用计算机模拟的方法对燃料和氧化剂的混合和燃烧过程进行计算，找出最佳的燃烧工艺和参数组合。

优化过程需要考虑多种因素，如燃料和氧化剂的比例、混合方式、燃烧室和喷嘴结构等。

通过不断调整这些因素，可以逐渐找出最佳的燃烧方式和参数组合，提高发动机的性能表现和稳定性。

三、火箭发动机燃烧模拟与优化的应用火箭发动机燃烧模拟与优化的应用非常广泛，适用于发动机的研发、设计和优化。

氢燃料燃烧性能数值模拟分析

总625期第十二期2017年12月河南科技Henan Science and Technology氢燃料燃烧性能数值模拟分析阿俊利郭朋彦张瑞珠陈磊李志远（华北水利水电大学机械学院，河南郑州450045）摘要：本文将氢燃烧的化学反应机理与Chemkin多区火花点火燃烧模型耦合，分析压缩比、点火提前角等因素对氢燃料燃烧性能的影响，结果表明：当压缩比不同时，缸内温度随着压缩比的增大而略微下降，缸内压力随着压缩比的增大而增大；当点火提前角不同时，缸内温度变化不大，缸内压力随点火提前角的增大而增大。

关键词：氢燃料；化学反应机理；燃烧性能中图分类号：TK46文献标识码：A文章编号：1003-5168（2017）12-0110-02 Numerical Simulation Analysis of Combustion Performance of Hydrogen FuelA Junli Guo Pengyan Zhang Ruizhu Chen Lei Li Zhiyuan（College of Mechanical,North China University of Water Resources and Electric Power，Zhengzhou Henan450045）Abstract:In this paper,the chemical reaction mechanism of hydrogen combustion is coupled with the Chemkinmulti-zone spark ignition model to analyze the influence of compression ratio and ignition advance angle on the combustion performance of hydrogen fuel.The results showed that when the compression ratio is not at the same time,the temperature of the cylinder with the increase of the compression ratio and de⁃creases slightly,the cylinder pressure increases with the increase of the compression ratio;when the igni⁃tion advance angle is not at the same time,little change of temperature in the cylinder,the cylinder pres⁃sure increases with the increase of the ignition advance angle.Keywords:hydrogen fuel；chemical reaction mechanism；combustion performance近年来，清洁燃料的研究已经随着化石燃料的枯竭和污染排放法规的加强而引起越来越多的关注。

氧煤MILD燃烧条件下NO生成的动力学模拟

氧煤MILD燃烧条件下NO生成的动力学模拟刘若晨;安恩科【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)009【摘要】利用CHEMKIN研究氧化剂与内回流烟气之间的掺混温度和氧气体积分数两个关键因素对氧煤MILD燃烧条件下NO生成的影响,选取氧化剂气氛为5％O2/90％ CO2/5％ H2O,10％ O2/85％ CO2/5％ H2O,15％ O2/80％ CO2/5％H2O和25％O2/70％ CO2/5％ H2O,温度为l 273,1 373和1473 K.结果表明:NH2是一关键的前驱组分,反应NH2+OH=NH+H2O对促进NO生成影响最大,而反应NH2 +NO=N2 +H2O对抑制NO生成影响最大,两者影响力随着氧气体积分数降低而加大;提高掺混温度和氧气体积分数可增大燃料N---NO的转化率和OH基团的平衡浓度,氧气体积分数10％～ 15％是一个可兼顾CO和NO排放的较合理区间,且氧气体积分数的改变对污染物排放的影响与掺混温度的关系不大;NO还原路径的反应速率在低氧气体积分数下反而有不同程度的增大,在MILD 燃烧条件下,还原反应的趋势增强,从而延长反应进程,增加系统的整体复杂性.【总页数】8页(P2332-2339)【作者】刘若晨;安恩科【作者单位】同济大学机械与能源工程学院,上海201804;同济大学机械与能源工程学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】TK16【相关文献】1.贫氧环境煤燃烧链烃生成规律试验研究 [J], 卢国斌;张福革;郭晓阳2.氧煤MILD燃烧技术经济性分析 [J], 刘泽庆;刘若晨;安恩科;吴鹍3.分解炉内贫氧高CO2燃烧条件下挥发分NO生成机理 [J], 李莉;陆继东;蔡吕清;吕刚;盛丹华;谢新华4.非对称射流喷嘴MILD氧燃烧模拟研究 [J], 伍永福;武殿斌;刘中兴;董云芳5.基于WSR反应器不同稀释介质条件下MILD燃烧分区特性研究 [J], 栾聪聪; 涂垚杰; 谢逸豪; 刘豪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

燃烧轻气炮点火性能研究与点火具方案设计

燃烧轻气炮点火性能研究与点火具方案设计燃烧轻气炮是一种利用轻质气体燃烧膨胀做功推动弹丸高速前进的新概念火炮,由于使用轻质气体推动弹丸,故弹底与膛底的压力差减小,当身管较长时能获得较大的初速。

燃烧轻气炮与传统火炮相比,也存在很多关键技术,如弹丸在坡膛处的密封性、低温液态或近液态发射药供给、点火技术、燃烧与压力波动控制技术等。

以某项目为背景,对燃烧轻气炮点火对内弹道性能影响和点火具方案设计做一些探索和分析。

通过计算流体力学软件CFX建立45mm口径燃烧轻气炮内弹道时期和后效期的仿真模型,得到了弹丸初速和射击过程中身管内气体压力、温度及点火具壁面与燃气的对流换热系数随时间变化的规律,并将仿真结果与试验值进行了对比,验证了模型的可行性。

在此基础上,改变了点火参数,仿真了燃烧轻气炮点火对内弹道性能的影响。

根据UTRON公司提到的点火具模型,确定点火具结构方案。

通过对电容式放电电路的分析,设计并仿真了电容式放电电路和相应的直流升压器,模拟结果能够满足使用要求。

最后建立点火具有限元模型,在燃烧轻气炮连续射击工况下对点火具在内弹道、后效期和冷却期进行了热力耦合仿真分析。

分析表明,合理的点火具结构和电容放电电路可以满足点火具使用要求,有效控制弹底压力波动,发射过程中的膛压和热应力对点火具结构影响较大。

本文通过仿真分析对燃烧轻气炮点火性能和点火具方案设计提供了一些理论参考,为进一步实验做准备。

燃烧轻气炮发射药成分对内弹道性能的影响分析

燃烧轻气炮发射药成分对内弹道性能的影响分析邓飞;刘宁;张相炎【摘要】In order to analyze the influence of propellant component on interior ballistics, the three dimensional flow field of hydrogen burning in combustion lightgasgun chamber was simulated by com putational fluid dynamics, in which the RNG k E twoequation turbulence model and the EDM combustion model were used. The numerical results show that the combustion process can be effectively controlled by adding proper quantity diluents, and pressure oscillation and average temperature of chamber can also be reduced. The interior ballistic character by adopting hydrogen gas propellant gains is better than that by adopting methane gas. The propellant component significantly affects the interior ballistic character of combustion lightgasgun.%为分析不同发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能的影响,通过计算流体力学方法对燃烧轻气炮燃烧室的三维氢燃烧流场进行数值模拟,湍流模型采用RNGk-ε双方程模型,氢气燃烧采用EDM涡耗散模型模拟.结果表明,在发射药中加入适当含量的稀释气体能够有效地控制发射药的燃烧,减小燃烧室内压力振荡,降低燃烧室平均温度;采用氢气发射药比甲烷气体具有更好的内弹道性能;发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能有显著影响.【期刊名称】《弹道学报》【年(卷),期】2012(024)004【总页数】4页(P90-93)【关键词】内弹道;燃烧轻气炮;计算流体力学;发射药;数值模拟【作者】邓飞;刘宁;张相炎【作者单位】南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094;南京理工大学机械工程学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ302燃烧轻气炮（Combustion Light Gas Gun，CLGG）是一种利用低分子量可燃气体燃烧后产生的高温、高压气体推动弹丸运动的新型发射系统.国外对燃烧轻气炮技术的研究已有十多年的历史，研究表明，这种发射技术所能提供的炮口动能比先进的固体发射药火炮高出至少30%，相应地，在火炮射程和发射弹丸质量上也有明显的优势.燃烧轻气炮发射药采用轻质可燃气体，典型的装药成分有氢氧混合气体，甲烷、氧气混合气体等.研究表明[1]，预混气体的装填比例和少量惰性稀释气体对膛内燃烧稳定性和膛内温度有重要影响.刘宁[2]等首先建立了燃烧轻气炮准维内弹道模型，数值计算燃烧轻气炮内弹道过程，但未讨论发射药成分对内弹道性能的影响规律.为了研究发射药成分对燃烧轻气炮内弹道性能的影响规律，运用CFX软件建立了燃烧轻气炮的三维内弹道数值仿真模型，对不同装药条件下的燃烧轻气炮点火、燃烧过程进行了模拟分析，探索燃烧轻气炮最佳装填条件，为下一步实验研究提供依据.1 物理模型燃烧轻气炮原理结构如图1所示，轻质可燃发射药气体通过膛底输送管道注入燃烧室，轴线上的点火管可沿轴线多点点火.发射前，将弹丸输送至炮膛指定位置，弹后空间完全密封，然后向燃烧室内注入发射药预混气体，完成后关闭气体输送阀门，通过轴线上点火管点燃燃烧室内气体，燃烧后产生的高温高压气体膨胀，并推动弹丸沿身管向前运动.模拟中不考虑详细的点火机理，采用沿轴线五点点火的方法，且发射过程中无气体泄漏.图1 燃烧轻气炮原理结构图2 数学模型2.1 控制方程根据燃烧轻气炮装填条件和点火燃烧特点，提出如下假设：①发射药在点火前已经充分混合，点火后膛内气体进行预混燃烧；②膛内气体满足Peng－Robinson实际气体状态方程.膛内气体燃烧及流动的控制方程如下.1）守恒方程. 燃烧室内气体燃烧流动过程为三维非定常可压缩粘性反应流动，各气体成分满足质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程以及组分输运方程，其统一形式可写为[3]式中，各项分别为非定常项、对流项、扩散项和源项；变量φ分别对应于质量、动量、能量守恒方程中的变量；ρ为气体组分的密度；Uj分别为x、y、z方向的速度，下标j依次为坐标轴x、y、z方向；τφ为对应于变量φ的交换系数；Sφ为源项；dq为单位质量流体的热流量.2）状态方程. 膛内气体采用实际气体Peng－Robinson状态方程，状态方程为式中，V为混合气体比体积，系数a（T）、b由相应计算公式求出，混合气体的临界温度和压力由简化公式计算[4]，根据该状态方程和总装药能量计算出初始发射药装填压力.3）弹丸运动方程. 弹丸运动过程所受的阻力用系数φp来描述，其运动方程为式中，取弹丸运动次要功系数φp＝1.4，vp、A0、mp分别为弹丸运动速度、弹丸底部面积和弹丸质量.4）湍流及燃烧模型. 燃烧室内气体的湍流流动采用RNGk－ε双方程模型描述；气体燃烧过程采用EDM涡耗散模型，其基本思想是：当气流涡团因耗散而变小时，分子之间碰撞机会增多，反应才容易进行并迅速完成，故化学反应速率在很大程度上受湍流的影响，反应物的混合速率控制着燃烧速率[5].而反应物的混合速率取决于湍流脉动衰变速率ε/k，其原始控制方程为式中，A≈4，B≈0.5，S为化学恰当比，且该模型能用于预混燃烧和扩散燃烧，为未燃烧时混合气体密度与燃烧后气流密度之间的平均值分别为燃料、氧化剂、生成物浓度的时均值.2.2 初边界条件燃烧室初始条件：气体温度T＝T0，压力p＝p0，燃烧室容积V＝Vc.弹丸运动前，弹后空间完全密封，无气体泄漏.弹丸运动后，弹底为动边界，采用动网格技术进行处理.为了提高燃烧稳定性，采用轴线多点同步点火，且燃烧过程绝热.3 模拟结果及讨论3.1 模拟结果以45mm燃烧轻气炮为算例，模拟中各参数采用文献[1]中某一实验的相应数据，其值见表1，表中T0为初始温度，p0为燃烧室初始装填压力，Vc为燃烧室容积，L为身管长，pmax为膛内最大压力，v′p为炮口初速.利用网格划分软件ICEM－CFD对模型进行网格划分，流体计算区域采用六面体网格单元，计算域网格总数为8.0×104，并且在燃烧室壁面设置3个压力记录点，即图2中的点P1，P2和P3，如图2所示.表1 45mm燃烧轻气炮实验与模拟结果对比T0/K p0/MPa Vc/m L L/m m pmax/MPa mp/kg v′p/（m·s－1）实验数据 300 30.32 5 000 4 500 306 0.521 700模拟数据300 30.32 5 000 4 500 304 0.52 1 749模拟结果显示炮口初速为1 749m/s，文献[1]中的实验结果炮口初速为1 700m/s，模拟结果与实验结果有着较好的一致性，说明本文建立的燃烧轻气炮三维数值仿真模型是合理的和可行的.图2 燃烧室结构和点火时刻温度分布图（单位：K）3.2 惰性稀释气体对内弹道性能的影响为了分析不同含量的稀释气体对燃烧轻气炮内弹道性能的影响，选择3种不同的装填摩尔比：2H2＋O2＋nHe.其中n分别取2、4、6，即每组氢氧装填量不变，发射药总能量相同，只改变稀释气体装填量，弹丸质量为0.52kg.n取不同值时，在燃烧室P2记录点模拟得到的p－t压力曲线如图3所示.图3 不同稀释气体含量与P2点压力曲线图由图3可知，在相同的发射药能量E＝6 MJ下，增加稀释气体含量，燃烧室内初始装填压力和最大压力将逐渐升高.同时，n值越大，压力上升加速度减小，压力波动逐渐减弱，这主要是因为增加稀释气体含量减缓了火焰传播燃烧的速度，提高了氢氧燃烧过程的稳定性.增加稀释气体含量可以起到提高膛内燃烧稳定性的作用，但是增加稀释气体含量使得初始装填压力升高，发射药装填难度增加.图4为弹底压力pB与n值的关系，从图中可以看出，弹底的压力波动比燃烧室内更为明显，随着n值增大，压力上升加速度逐渐减小，压力波动减弱.图5为稀释气体含量与燃烧室内平均温度变化关系.n＝2时燃烧室内最高平均温度接近3 450K，n＝4时平均温度最高值为2 650K，当稀释气体比例增加到n＝6时，室内最高平均温度降至2 000K.由于稀释气体对氢气燃烧释放热量的吸收耗散等作用，故增加其含量能够明显地降低燃烧室内的平均温度，有效减缓炮膛烧蚀现象.图4 不同稀释气体数量与弹底压力pB曲线图图5 不同稀释气体含量与膛内平均温度T曲线关系图6为弹丸速度与稀释气体含量的关系，从图中可知，随着稀释气体含量的增加，弹丸速度逐渐增大，这是由于稀释气体含量较小时，发射药气体初始压力低，膛内压力峰值较低，弹底压力小，弹丸加速度低，从而导致炮口初速较低.图6 不同稀释气体含量与弹丸速度vp曲线关系3.3 发射药成分对内弹道参数的影响采用不同的发射药成分，分析发射药的组成成分对内道弹性能的影响，采用3组不同装药成分，分别为氢、氧、氦混合，富燃料氢氧混合和甲烷、氧、氦混合.3种模型的化学反应方程式如下.①氢氧氦：2H2＋O2＋4He＝2H2O＋4He.②富燃料氢氧：6H2＋O2＝2H2O＋4H2.③甲烷氦：CH4＋2O2＋4He＝CO2＋2H2O＋4He.所有模型中发射药总能量为6MJ，弹丸质量为0.52kg.图7为根据3组不同发射药装药成分计算得到的P2点处的压力曲线.从图中可以看出，第三组装填甲烷氦成分的初始压力值较低，其燃烧速度也较快，压力迅速上升，其最高压力在275 MPa左右；第二组富燃料氢氧装填时燃烧速度最慢，最大压力值比甲烷氦模型高，约为330MPa；第一组氢氧氦装填时膛内最大压力值最高，约为375MPa.在燃烧室压力波动方面，当装填成分为第一组氢氧氦和第二组富燃料氢氧时，压力波动现象不明显，压力变化较为平缓，而装填甲烷氦时压力波幅度最大，这主要与各燃料的热物性参数等特性有关.图7 不同发射药成分与P2点的压力曲线关系图8为不同发射药成分对应的膛内平均温度曲线.在相同的发射药总能量条件下，甲烷燃烧的最高平均温度接近3 350K，燃烧速率也最快；氢氧氦燃烧时最高温度接近2 650K；富燃料氢氧燃烧的温度最低，最高温度值为2 250K，燃烧速率也最慢.说明了同等条件下三者比热容关系：氢气大于氦气，氦气大于甲烷.同时富燃料氢氧燃烧速度比相同条件下化学当量比氢氧燃烧速度慢.图8 不同发射药成分与膛内平均温度T曲线关系图9为不同发射药成分时弹丸速度曲线，甲烷混合气体模型的弹丸速度最小，为1 698m/s，这是由于甲烷燃烧时弹丸启动时间较早，膛内压力较低，弹丸加速度小.氢氧氦燃烧模型燃烧室内压力较大，炮口速度最大，为1 900m/s.富燃料氢氧时其弹丸速度曲线和氢氧氦燃烧弹丸速度曲线形状较为相似，其炮口初速为1 814m/s. 图9 不同发射药成分与弹丸速度vp曲线关系4 结论本文研究了燃烧轻气炮发射药成分对其内弹道性能的影响，基于CFD软件CFX对内弹道过程进行了数值模拟，计算结果表明：①在相同发射药能量和装填组分的情况下，往发射药内加入较多的稀释气体（过量燃料、惰性气体）可以明显地抑制燃烧室内的压力波动现象，降低膛内平均温度，可以更好地控制发射药的燃烧，降低燃烧不稳定现象.同时，较高的稀释气体比例会提高发射药初始装填压力，对发射药加注设备和弹丸与身管间的密封性均要求较高，因此应根据实际条件采用适当的稀释气体比例.②对氢氧氦、富燃料氢氧、甲烷氦3种不同发射药成分的燃烧过程进行数值模拟，发现在相同的化学能量条件下，甲烷氦的内弹道特性最差，这与甲烷的热物性有关，富燃料氢氧和氢氧氦模型具有较好的内弹道性能，膛内平均温度较低，压力曲线饱满，炮口初速较高.参考文献【相关文献】[1]KRUCZYNSKI D，MASSEY bustion light gas gun technology demonstration，ADA462130[R].2007.[2]LIU Ning，ZHANG Xiang－yan.Quasi－dimensional interior ballistic model and numerical simulation of combustion light gas gun[C].Proceedings of the 26th International Symposium on Ballistics.Miami：IBC，2011：625－632.[3]解茂昭.内燃机计算燃烧学[M].大连：大连理工大学出版社，2005.XIE Mao－zhao.Numerical combustion of engine[M].Dalian：Dalian University of Technology Press，2005.（in Chinese）[4]童景山.流体热物性学－基本理论与计算[M].北京：中国石化出版社，2008：103－106.TONG Jing－shan.Fluid thermodynamics－base theory and compute[M].Beijing：Chinese Petrochemistry Press，2008：103－106.（in Chinese）[5]赵坚行.燃烧的数值模拟[M].北京：科学出版社，2002.ZHAO Jian－xing.Numerical simulation of combustion[M].Beijing：Science Press，2002.（in Chinese）。

氢氧燃烧实验报告

氢氧燃烧实验报告实验目的：本实验旨在研究氢氧燃烧的特性和产物。

实验器材：1. 氫氧气混合气体灯2. 点火器3. 实验台4. 防护眼镜5. 氢氧混合气体罐6. 数字温度计7. 收集气体的玻璃针管8. 量筒9. 电子天平10. 密闭的反应装置实验步骤：1. 准备实验器材和材料。

2. 安装氫氧气体灯，确保其固定牢固。

3. 将氢氧混合气体罐接入实验台上的管道。

4. 打开氢氧混合气体罐阀门，并点燃氢氧气体灯。

5. 观察并记录氢氧燃烧的现象，包括火焰颜色、光亮度等。

6. 使用密闭的反应装置，收集氢氧燃烧产生的液体水。

7. 使用玻璃针管收集水蒸气，并通过量筒测量其体积。

8. 通过电子天平测量得到实验前后实验台的质量变化。

实验结果：1. 氢氧燃烧时火焰呈无色，并且产生一定的光亮。

2. 实验表明氢氧燃烧会产生大量的水蒸气，其体积可以通过测量玻璃针管内的水蒸气得到。

3. 经过实验台质量的测量，可得知氢氧燃烧会产生质量变化。

实验讨论：1. 氢氧燃烧是一种高温氧化反应，燃烧产生的火焰无色，这是因为氢气和氧气燃烧后的主要产物是水。

2. 实验的结果表明，氢氧燃烧会产生大量的水蒸气，这说明氢氧燃烧是一种水的生成反应。

3. 通过量筒测量水蒸气的体积，可以进一步计算出水的产量。

4. 实验还表明，氢氧燃烧会引起实验台的质量变化，这是由于氧化反应导致氢氧的质量减少，而生成的水增加所致。

5. 在进行氢氧燃烧实验时，一定要注意安全，佩戴防护眼镜并远离火焰。

结论：通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 氢氧燃烧时产生的火焰无色，并且产生一定的光亮。

2. 氢氧燃烧会产生大量的水蒸气，并且通过玻璃针管测量可以得到其体积。

3. 实验台的质量变化表明了氢氧燃烧的质量转化。

参考文献：暂无。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

ｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｏｘｙｇｅｎｇａｓｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅａｌｓｏｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｌｕｆｅｎｃｅｓｏｆｉｎｉｔｉａｌ
ｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎＲｅｆ．［１］，ａｎｄｒｅｌｆｅｃｔｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓｏｆ
ｈｙｄｒｏｇｅｎ— ｏｘｙｇｅｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｉｎａｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｌｉｇｈｔｇａｓｇｕｎ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆ
ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｈｙｄｒｏｇｅｎ — ｏｘｙｇｅｎｍｉｘｅｄｇａｓｉｎｐｒｏｊｅｃｔｉｌｅｉｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｉｓｍｏｄｅ１．Ｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
摘要：应用氢氧燃烧１９步详细化单区模型，数值模拟了氢氧混合气体燃烧发射弹丸的过程。模拟结果与文献［１］实验结果基本吻合，较好地模拟了某燃烧轻气炮氢氧燃烧热力学过程。在此基础上，对多种工况参数下的氢氧混合气体燃烧进行了系统仿真计算，分别讨论了初始温度、初始压力、稀释气体成分与比例对燃烧轻气炮氢氧燃烧特性以及内弹道性能的影响，分析了氢氧燃烧过程中各化学组分的变化。研究结果表明，氢氧混合气体初始温度、初始压力和稀释气体成分与比例对燃烧轻气炮内弹道性能有着显著影响。关键词：兵器科学与技术；燃烧轻气炮；氢氧燃烧特性；单区模型；详细反应动力学
第３５卷第３期
２０１４年３月
兵
工
学
报
Ｖｏｌ＿３５Ｎｏ．３
Ｍａｒ．２０ｌ４
ＡＣＴＡＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＩＩ
燃烧轻气炮氢氧燃烧特性详细反应动力学模拟
邓飞，张相炎
（南京理工大学机械工程学院，江苏南京２１００９４）
中图分类号：ＴＪ３０２文献标志码：Ａ文章编号：１０００ — １０９３（２０１４）０３ — ０４１５ — ０６
ＤｏＩ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１０００－１０９３．２０１４．０３．０１９
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｉｎｉｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｄｉｌｕｅｎｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｉｔｓｒａｔｉｏｏｎｔｈｅｉｎｔｅｒｉｏｒｂａｌｌｉｓｔｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｌｉｇｈｔｇａｓｇｕｎａｎｄｔｈｅｃｈａｎｇｅｓｏｆｅａｃｈｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｏｘｙｇｅｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＨｙｄｒｏｇｅｎ－ＯｘｙｇｅｎＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎｏｆＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ＬｉｇｈｔＧａｓＧｕｎＵｓｉｎｇＤｅｔａｉｌｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＫｉｎｅｔｉｃｓＭｏｄｅｌ
ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ１９－ｓｔｅｐｄｅｔａｉｌｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｂｕｒｎｉｎｇｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｏｘｙｇｅｎ．Ｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ＤＥＮＧＦｅｉ，ＺＨＡＮＧＸｉａｎｇ — ｙａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９４，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｈｙｄｒｏｇｅｎ— ｏｘｙｇｅｎｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｓｉｎｇｌｅ — ｚｏｎｅｍｏｄｅｌｏｆａｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｌｉｇｈｔｇａｓｇｕｎｉｓｇｉｖｅｎ