純氫微預(yù)混燃燒模式是燃?xì)廨啓C(jī)低碳清潔燃燒技術(shù)發(fā)展的重要方向之一。本課題的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種純氫微混燃?xì)鈬娮欤槍?duì)影響純氫燃燒特性的關(guān)鍵幾何特征開展參數(shù)化設(shè)計(jì)，最終形成純氫微預(yù)混燃燒噴嘴的參數(shù)化設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。并完成火焰動(dòng)態(tài)特性測(cè)量及聲激勵(lì)下的研究，本課題的基本研究內(nèi)容如下：

以東方燃?xì)廨啓C(jī)公司所提供的設(shè)計(jì)參數(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一種新型的預(yù)混式氫燃燒器，在此燃燒器基礎(chǔ)上開展以RANS計(jì)算為主的變參數(shù)的數(shù)值仿真研究，并利用實(shí)驗(yàn)室已有的光學(xué)測(cè)量裝置，搭配高速相機(jī)和PIV測(cè)量方法獲得實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以此驗(yàn)證數(shù)值仿真的計(jì)算結(jié)果正確性。

形成純氫/空氣微預(yù)混燃燒實(shí)驗(yàn)裝置一套

與課題團(tuán)隊(duì)一起，完成純氫燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、出圖、安裝和調(diào)試，燃燒器可以順利點(diǎn)火，并形成穩(wěn)定性的氫氣/空氣火焰。

形成純氫微預(yù)混單噴嘴優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

形成純氫微預(yù)混多噴嘴優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

獲得基于單噴嘴優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的多噴嘴二維排布優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。獲得針對(duì)總體摻混特性、溫度分布和火焰穩(wěn)定性的噴嘴布置優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

數(shù)值模擬的結(jié)果必須要和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互佐證。用數(shù)值模擬的方式來研究火焰特性后，通過實(shí)驗(yàn)的方法來研究火焰特性，利用高速相機(jī)來能清晰的探測(cè)火焰不同區(qū)域的發(fā)光強(qiáng)度和熱釋放比率。

實(shí)驗(yàn)探究單/多噴嘴火焰動(dòng)態(tài)特性，探究火焰熱聲耦合機(jī)制。

本項(xiàng)目在完成新型燃燒器的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)之上，搭配關(guān)于各部件參數(shù)的優(yōu)化，從燃料噴管直徑到鈍體的外形和高度。不僅通過數(shù)值模擬，還搭建了光學(xué)測(cè)量及實(shí)驗(yàn)平臺(tái)完成了實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，進(jìn)行了關(guān)于單頭部、三頭部以及九頭部的多組測(cè)試。其中單頭部實(shí)驗(yàn)聚焦參數(shù)化設(shè)計(jì)及優(yōu)化，完成了默認(rèn)版本及改變噴管出口加倒角的實(shí)驗(yàn)。