【摘 要】
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在能源紧缺和排放法规的双重压力下,开发新型高效动力装置十分必要。本文采用理论建模、数值模拟与试验论证的方法,设计了一种可视化超声催化点火定容燃烧弹（Constant Volume Combustion Bomb,CVCB）及其控制系统,用于超声催化点火燃烧的过程和机理研究,为后续研究分析其对有害排放物的在线改性与催化降解机理、实现高效清洁燃烧奠定基础。介绍定容燃烧弹燃烧分析和配气控制理论,由容弹系
【基金项目】
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河北省自然科学基金面上项目“超声点火与助燃气液二相燃料的低温清洁燃烧机理研究（E2020203127）”；
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在能源紧缺和排放法规的双重压力下,开发新型高效动力装置十分必要。本文采用理论建模、数值模拟与试验论证的方法,设计了一种可视化超声催化点火定容燃烧弹（Constant Volume Combustion Bomb,CVCB）及其控制系统,用于超声催化点火燃烧的过程和机理研究,为后续研究分析其对有害排放物的在线改性与催化降解机理、实现高效清洁燃烧奠定基础。介绍定容燃烧弹燃烧分析和配气控制理论,由容弹系统设计需求确定系统设计方案,利用Solid Works建立可视化超声催化点火定容燃烧弹模型,该定容燃烧弹互换性强、密封性能优异、观察视野开阔,为后续有限元仿真奠定基础。在20MPa燃烧室峰值压力及预紧力下,利用Simulation对定容燃烧弹各部件进行有限元结构力学分析,验证各部件的安全系数、应力应变等性能指标满足试验需求。对定容燃烧弹系统的配套硬件进行选配,并设计调试相关软件控制系统。通过Lab VIEW调用阿尔泰USB5936数据采集卡,模块化开发了点火、进排气、温控加热、数据采集等控制系统。利用液压促动器对容弹进行了耐压试验,验证了容弹气密性、刚度、强度等设计指标,并完成上位机程序功能测试。研究结果表明,设计程序满足开展容弹试验相关功能需求,可用于后续超声波催化点火的清洁燃烧研究。
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