1.1设计选题的目的和意义

目前全球汽车保有量巨大，其中中国汽车保有量早已超过1亿辆。国内汽车消耗的石油每年将近1亿吨，占我国石油总消耗的27%。近年来，环境和能源问题一直是人类十分关注的问题。燃油的燃烧与排放是能源消耗和环境污染的主要来源之一，汽车的节能减排迫在眉睫。因此，高效清洁燃烧成为近来学者们广泛研究的课题。在燃烧过程中火焰的性质决定了燃烧的质量以及燃烧产物。

在实验研究中通常利用层流预混火焰广泛地确定火焰性质，包括火焰燃烧速度、火焰熄灭特性、火焰内部结构。而这些特性对于化学动力学机制的发展十分重要，它全面描述了各燃料系统的燃烧。火焰传播速度反映火焰和燃料燃烧的基本特性，是火焰研究的重要内容。而真正反映燃烧特性的是理想层流火焰传播速度，其实指一维、平面、层流、定常、绝热的预混可燃混合物弱燃烧波的传播速度。通过平面滞止火焰的研究可以外推出在零拉伸率下的火焰传播速度，即理想层流火焰传播速度。为获得理想火焰传播速度，需消除其他影响因素，滞止火焰是目前最有效的方法之一，具有重要研究价值。

1.2国内外关于该论题的研究现状

国外学者为了广泛了解层流预混滞止火焰的燃烧性质，通过改变燃料成分、改变燃烧器几何参数、改变燃烧压力等影响因素研究火焰特性，测量火焰传播速度。Nicolas等人^[13]利用一维和二维的对照仿真试验研究了层流滞止火焰燃烧的特性。Chung K Law等人^[16]通过改变系统压力及拉伸率测量正庚烷点火温度并不断增加氧化剂温度观察检测点火状态。在国内，有关层流预混滞止火焰的研究也引起了研究者们的关注。黎军等人^[5]利用激光多普勒仪测定了流动的速度分布，得到了火焰结构的一些特征，并根据统一空燃比下不同拉伸率与当地火焰传播速度的关系获得了理想层流火焰的传播速度。黄夏等人^[4]采用理论结合实验拟合的方法分析常温常压下的本生灯甲烷预混层流火焰稳定点位置与来流预混气速度的关系，通过得到的稳定点移动规律建立火焰熄火特性模型。本文通过对层流预混滞止火焰产生的分析研究，设计了一种符合试验要求的层流预混滞止火焰燃烧器。另外，为了完善实验室的燃烧设备条件，另外设计了一种用于高沸点燃料燃烧的对冲扩散火焰燃烧器及其燃料供给系统。

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容与目标

（1）查阅关于层流预混滞止火焰及其他火焰研究方面的文献资料，了解国内外相关研究现状。

（2）查阅三维建模与数值模拟计算软件的资料，了解并掌握软件的应用。

（3）学习燃烧器的结构，采用SolidWorks软件建立合理的层流预混滞止火焰燃烧器并做相关CFD分析。

（4）设计高沸点液体对冲扩散燃烧器及其燃料供给系统，采用SolidWorks软件建立合理的模型。