稳定火焰范文

稳定火焰范文（精选3篇）

稳定火焰 第1篇

1 FP640型火焰光度计简述

FP640型火焰光度计线性范围为:钾离子:0.02-0.07毫摩尔/升, 钠离子:1.10-1.60毫摩尔/升, 比较适合土壤、肥份、医疗临床的检测。在测量过程, 要是对被测样品的浓度标准曲线进行标定, 其测量范围还可进一步扩大。

2 影响火焰光度计稳定度的原因及解决方法

仪器在工作的过程中, 如果发生读数不稳或者在仪器检定时稳定度不合格, 应该引起重视, 对其进行分析和判断。一般情况下, 造成其稳定度变差的原因主要有:电路部分不稳定;气体部分不稳定;没有选择合适的燃料。

2.1 电路部分的影响

就FP640型火焰光度计而言, 主要有三种原因会导致电路部分不稳定:光电转换元件不稳定;信号放大电路不稳定;仪器没有稳定的电源。

火焰光度计经过长时间的使用, 电子元件会出现老化损耗的现象, 这就直接导致了仪器的稳定度不佳。一般检测人员会错误地从其他方向去寻找原因, 这不仅影响实际工作的开展, 还误导判断的正确。怎样分析才能知道这是不是由电路部分不稳定造成的呢?由于在检定规程中没有涉及, 仪器生产厂家的说明书中也没有详细的介绍, 这就要求我们要在实际的测定工作中, 不断积累总结经验, 并以火焰光度计的结构特点为基础进行分析。其判断和解决的方法主要是:

用一台光源, 能稳定发出589纳米和766.5纳米波长的光, 以此取代火焰燃烧, 并将其放置在仪器的燃烧头处, 在不让仪器气路接通的前提下, 接通仪器电源, 稳定半小时后再开通光源开关稳定放置10分钟, 对仪器的钠表极其灵敏度进行调节, 让读数钠表为70%, 钾表50% (数显仪表中钠表、钾表都调节到百分百) , 观察仪器15秒, 记录仪器在该时间内的最大偏差。求得仪器的最大变化量和仪器初值比值的百分数表示仪器的稳定度。

按照规定, 比值也就是稳定度应该低于3%, 但是考虑到实际累加效应 (气路部分不稳定等) , 要是数值大于1%, 就可认为仪器的电路部分不稳定, 应该进行专业的修理。

2.2 气路部分的影响

如果确定电路部分无问题, 就需要查找仪器气路部分是否存在问题, 气路部分存在问题的原因主要有:

(1) 燃烧头上不干净;

(2) 雾化器内存在污垢;

(3) 吸管变弯或者其内有杂物;

(4) 没有合理的安装排液管或者其受到污染。

按照下文的步骤, 对仪器气体路部分不稳定的原因进行分析和判断, 并按照给定的方法进行调整。

首先, 在仪器可以正常工作的时候, 关闭仪器的进样开关, 将火焰调节到最佳的状态, 如果火焰的底部出现不正常的黄色亮点, 就表示燃烧头不干净, 这会引起仪器的重现性变差的情况, 直接导致稳定度不合格。可以使用50%的酒精, 从吸样管进入雾化器中进行清洗 (在熄火情况下) , 然后再用蒸馏水吸喷对杂物进行清除。

经过上述方式处理, 如果检定稳定度仍不合格, 这时首先应该对雾化器进行观察, 观看其有没有积液或者排液管的速度是否均匀, 如果其中存在积液或者排液速度不均匀, 那么原因 (4) 是导致仪器稳定度不合格的原因。如果雾化器内不存在积液, 排液速度均匀, 则原因 (2) 或者 (3) 是导致仪器不稳定的原因。如果引起原因是 (2) (3) (4) , 则要对雾化器、排液管、进样管进行拆卸并洗涤, 并重新调整排液管安装的高度, 直到合格为止。

2.3 燃料的影响

汽油通常是火焰光度计选配的燃料。针对FP640型火焰光度计, 选择汽油标号的时候, 应该以所处环境的温度为依据, 进行合理的选取。如果环境温度比较低, 那么选择汽油燃料的标号应该较高, 相反, 如果环境温度较高的情况下, 应该选取标号较低的汽油燃料。如果在外界环境比较高的情况下, 还选用标号较高的汽油燃料, 会使压缩、汽化器内的温度较高, 增加汽油中的水分含量, 当汽油进入管道或者燃烧时, 水分也会随之进入, 这就会导致火焰光度计的不稳定。如果在环境温度较低的时候, 还选用标号较低的汽油燃料, 火焰不易点燃, 即使作为燃料的汽油被点燃了, 其火焰也会不稳定。

3 结束语

通过上述介绍, 可以让火焰光度计的使用及维修人员, 对影响仪器稳定度的原因有进一步的了解, 当出现问题时, 对需要采取的解决措施心中有数, 在进行研究、生产工作的时候, 以便于仪器设备更稳定地发挥作用。

摘要：火焰光度计作为一种常规化学分析仪器, 在测定碱金属元素 (K、Na) 时经常用到, 它在国防工业生产、化学分析研究、医药产品开发等领域发挥着重要的作用。其优点主要是:灵敏度高、选择性强、分析速度快、操作简便等。由于该仪器使用广、作用大, 被列为国家强制检定的仪器之一。笔者在文中以FP640型火焰光度计为例, 总结工作经验, 对影响其稳定度的因素和原因进行深入的分析, 以期提高其稳定度, 为检测结果的准确性奠定良好的基础。

关键词：火焰光度计,稳定度,原因,解决方法

参考文献

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[2]张桂妹, 何汝汝, 吴润燕, 刘大志, 韦耀东, 姜艳.火焰原子吸收光谱法测定6种止咳化痰类中草药中的微量元素[J].微量元素与健康研究, 2008.

[3]马玉龙, 向国强, 王搏, 江秀明.用磁性聚电解质多层膜固相萃取-火焰原子吸收光谱法测定水样中的三价铬[J].化学研究, 2014 (02) .

稳定火焰 第2篇

多重网格法求解火焰稳定器钝头体管流问题

多重网格法是近年发展起来的一种软加速方法,用多重网格法可明显地加快数值计算的收敛速度,且网格越密其加速效果越明显.应用多重网格法求解有钝头体的火焰稳定器管内流动问题,计算结果与试验结果比较,吻合较好.

作 者：孙再庸 何洪庆 蔡体敏 Sun Zaiyong He Hongqing Cai Timin 作者单位：西北工业大学航天工程学院,西安,710072刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY年，卷(期)：“”(5)分类号：V231.2关键词：多重网格法+ 钝头体 管流 火焰稳定器

稳定火焰 第3篇

对于火焰稳定器的研究, 国内外做了大量工作。文献[2]通过实验研究了不同火焰稳定器布局对发动机高度速度特性的影响。国内对火焰稳定器的研究多集中于其在燃烧过程稳定火焰的能力[35], 使用数值方法研究火焰稳定器对发动机尾流场以及发动机性能影响的报告极为少见。现以某具有代表性的涡扇发动机后半段整体作为研究对象, 通过计算带火焰稳定器和不带火焰稳定器的发动机排气系统的尾流场, 分析火焰稳定器对发动机性能及尾流场的影响。通过研究为发动机的使用性能、红外辐射特征的研究提供流场数据支持, 同时也能为加力火焰稳定器的改进以及新型火焰稳定器的设计提供参考。

1 计算模型

1.1 物理模型

发动机后半段由波瓣混合器、中心锥、火焰稳定器、收敛-扩散喷管等构成, 其结构如图1所示。图2是一种加力火焰稳定器的几何结构, 由三个直径不同的V形槽环径向布置, 槽环之间用V形槽连接, 其迎风面积占所在喷管圆截面的47.8%。由于喷管是周期对称结构, 计算时采用1/11区域, 计算域轴向长度为喷管长度的10倍, 径向半径为喷管进口半径的5倍。

考虑到波瓣混合器和火焰稳定器的复杂型面以及三维模型的复杂结构, 计算中采用混合网格, 计算网格在内外涵道、混合器、火焰稳定器和中心锥部分, 采用非结构化网格, 其余流域采用结构网格, 在喷管内部和壁面附近采用局部加密网格, 经过网格无关解测试, 网格总数为173万, 最终划分效果如图3所示。

1.2 数学模型

依据质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律构造控制方程, 通用形式的三维流体控制方程为

式 (1) 中, ф为通用变量, 代表u、v、w、T等求解变量;Γ是广义扩散系数;S是广义源项。

关注的是火焰稳定器对发动机尾流场的影响规律, 因此不考虑燃烧过程、气相反应及化学反应, 略去质量力, 假设流动过程为定常黏性可压流动, 引入黏性加热效应。湍流模型采用Realizable k-ε模型[6], 在计算过程中采用自适应网格控制y+, 流动方程的离散采用二阶迎风格式, 其余方程按一阶迎风格式进行离散。

由于喷管内部的流动为高速可压缩流动, 因此将喷管进口设置为压力进口条件, 按发动机“中间”状态工作点参数给定进口气流的总温、总压和来流方向角;计算域出口边界为压力出口条件;外边界为压力远场条件;喷管出口设定为内部界面;壁面条件为无滑移、无渗透的边界, 计算条件为标准大气条件。

2 计算结果及分析

2.1 火焰稳定器对整体流场的影响

为研究火焰稳定器对发动机尾流场的影响, 分别计算了带火焰稳定器和不带火焰稳定器两种模型的流场。在分析中将不带火焰稳定器的模型定义为Ⅰ模型, 带火焰稳定器的模型为Ⅱ模型。

图4是两种模型喷管中心剖面静压分布情况。图中Dh为混合器进口截面处直径, x表示轴向截面到混合器进口截面的距离。可以看出两种模型的整体流动情况基本相似, 出口处静压均小于环境压力, 喷管处于轻度的过度膨胀状态。气流经过波瓣混合器后, 静压很快达到平衡, 在进入扩压器后减速增压, Ⅰ模型由于未受到扰动, 静压的变化较为平缓, Ⅱ模型在火焰稳定器附近形成低速区, 静压产生扰动。气流进入收敛-扩散喷管后加速减压, 在喷管的扩散段, 流道直径逐渐增大, 形成扇形的膨胀波簇[7]。

推力是衡量航空发动机性能的重要的指标之一。由于火焰稳定器对尾流场的扰动, 发动机性能也会受到影响。由于火焰稳定器处的摩擦和流动分离产生流动损失, 燃气经过火焰稳定器后总压减小, 这使得喷管的可用降压比减小, 喷管出口的燃气速度降低, 同时发动机推力的静力分量也减小。计算发动机的静力分量与动力分量, 相加得到两种模型的发动机推力。在发动机处于中间工作状态时, Ⅱ模型比Ⅰ模型总压损失1.3%, 推力损失了1.45%, 具体情况见表1。

2.2 火焰稳定器对内外涵气流掺混的影响

发动机内外涵气流从波瓣混合器出口处开始掺混, 掺混情况直接影响喷管内部速度、温度等参数的分布, 而这些都将影响对发动机排气系统红外辐射特性的研究。图5是混合器出口、稳定器进口、稳定器出口、平直段、喷管进口等截面的温度分布, 其具体位置可参考图4。在火焰稳定器之前两种模型内部温度分布一致, 混合器出口处的温度以混合器轮廓为边界, 由于混合器为斜切式波瓣混合器, 因此斜切波瓣对应的中间部分的低温区范围略小于两侧;由于混合器向内的扩张角以及喷管壁面的收敛状约束, 外涵气体的掺混主要集中于截面的中间部位, 因此在稳定器进口处, 靠近中心锥和壁面部分气流温度较高, 截面中间部位温度较低;在火焰稳定器之后, II模型的掺混程度高于I模型, 在稳定器出口处可以看到在对应环形稳定器与径向稳定器的位置, 高、低温气体的掺混更充分, 在之后的截面上, II模型的高温区域更小, 整体温度分布更加均匀。

使用参数均匀度[8]来评价沿流向分布截面上内外涵气流掺混均匀度e, 定义为

式 (2) 中, gi代表流向截面上任意点的流场特征参数 (如静压、总压、静温等) , 是该截面上参数平均值, n代表该截面上节点数量。由于发动机在实际工作时, 内外涵气体总压与静压相差较小, 因此主要分析温度与速度均匀度。图6、图7是发动机不同截面的速度、温度掺混均匀度变化曲线。由图可得如下结果。

(1) 在混合器之后, 随着内外气流的持续掺混, 速度均匀度逐渐增大, 由于在中心锥端部出现低速区, 均匀度减小。在进入喷管后随着流速的逐步增大, 均匀度也逐步增大, 在喷管临界截面处达到最大, 之后由于产生了膨胀波与激波系, 均匀度下降。由于火焰稳定器对气流的阻碍作用, II模型稳定器附近的速度均匀度小于I模型, 但在喷管出口处, 两者速度均匀度相同。

(2) 温度均匀度沿着流向逐步增加, 在喷管进口截面处达到最大, 之后由于喷管内部的波系结构, 温度均匀度有所减小。II模型火焰稳定器之后截面的温度均匀度要好于I模型。

2.3 内部流场中涡量分布

为探寻不同模型内外涵气流掺混效果不同的机理, 以及稳定器安装位置与流向涡的发展过程的关系。对内部流动中的涡结构及涡量分布进行分析。气流经过波瓣混合器后会产生流向涡、正交涡、通道涡等一系列涡系结构, 其中大尺度的流向涡是影响气流掺混的主要因素[9], 因此本文主要分析不同模型中流向涡的结构及涡量分布。

图8给出了火焰稳定器轴向截面的涡量分布云图。波瓣混合器诱导出流向涡, 沿着流动方向, 流向涡不断卷吸周围气体, 其强度逐渐减弱, 其面积在稳定器进口附近达到最大, 然后逐步减小。在稳定器之前两种模型涡的形态与强度基本一致。在流经稳定器时, II模型中混合器诱导的流向涡破碎, 但在稳定器出口, 径向火焰稳定器诱导出强度更大的流向涡, 其耗散速度较快, 在平直段其强度略低于I模型, 但影响范围较I模型更广泛。

图9是稳定器出口截面平面涡量分布图。气流在流经环形火焰稳定器时发生分离, 在稳定器后缘产生强度很大的平面涡, 由于其面积大, 因此也会对内外涵气流的掺混起到积极作用。

3 结论

采用计算流体力学的方法研究了涡扇发动机的加力火焰稳定器对尾流场的影响。通过对比分析模型的计算结果得到如下结论。

(1) 火焰稳定器对喷管内部整体流动的影响不大, 两种模型都处于轻度过度膨胀状态, 但其使发动机在中间工作状态时总压损失1.3%, 推力减小1.45%, 因此在计算发动机使用特性时, 需考虑其影响。

(2) 火焰稳定器形成的低速带使发动机内部流场的速度均匀度变坏, 但同时也改善了温度均匀度。在流场计算中需要考虑加力火焰稳定器的影响。

(3) 火焰稳定器对掺混效果的影响, 主要是因为径向稳定器增强了流向涡的强度, 且增大了涡的影响范围。同时环形稳定器诱导出面积和强度都很大的平面涡系。

摘要：以某涡扇发动机为例建立低压涡轮后发动机部件的几何模型, 利用数值模拟的方法对带火焰稳定器和不带火焰稳定器的两种流场模型进行研究。分析计算结果可知:当发动机处于”中间”状态时, 两种模型的喷管都处于过度膨胀状态, 带火焰稳定器的模型总压损失1.3%, 推力减小1.45%;火焰稳定器改善了内流场的温度均匀度, 同时也使局部的速度均匀度变差, 但喷管出口附近基本一致;火焰稳定器影响掺混效果的主要原因是其增大了内流场中涡的强度及其影响范围。

关键词：火焰稳定器,数值模拟,掺混效果,涡量

参考文献

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