微细直管内甲烷-氧气燃烧特性实验与数值模拟

该篇论文《微细直管内甲烷/氧气燃烧的实验和数值模拟》发表于2007年的清华大学学报(自然科学版)，由李军伟和钟北京两位作者共同完成。他们的研究旨在深入理解微小燃烧室的工作特性，特别关注了在微细直管内部进行的氧气和甲烷混合气体燃烧过程。实验部分，他们构建了一套专门的实验系统，对两种不同混合比例的气体进行了燃烧测试，并实时记录了壁面温度的变化，这对于评估燃烧效率和热传递行为至关重要。 在实验过程中，他们发现微细直管的内径尺寸对其燃烧特性有显著影响。由于管道狭窄，燃料需要更长的通道才能达到充分燃烧，这可能导致燃烧效率较低。研究还揭示了微细直管与外部环境的热交换量大，占总燃烧放热量的40%左右，其中辐射换热量占比高达70%，这意味着辐射散热损失不容忽视。为了优化燃烧室性能，研究人员提出应使用低发射率材料来减少这种散热损失，从而提高能源利用效率。 同时，作者采用三维数值模拟方法对微细直管内的燃烧、流动和换热进行了细致的计算。数值模拟结果与实验数据保持了较高的一致性，这验证了所使用的数值模型的有效性，也为深入理解微细燃烧室的物理现象提供了强有力的支持。 该论文的研究内容主要集中在微小燃烧室的设计优化、燃烧过程中的传热机制以及数值模拟技术在这一领域的应用，对于推进小型化、高效能燃烧设备的设计具有实际意义。关键词包括微小燃烧室、燃烧、数值模拟、甲烷和氧气，这些关键词反映出本文的核心研究焦点。这篇论文对微细尺度下甲烷与氧气燃烧的理论研究和实践应用提供了有价值的数据和见解。