1、擴(kuò)散火焰的結(jié)構(gòu)形狀與脈動(dòng)特性是擴(kuò)散火焰的重要方面，本文以O(shè)2/N2和O2/CO2兩種氣氛下的層流擴(kuò)散火焰為對(duì)象，研究了其火焰結(jié)構(gòu)形狀和脈動(dòng)特性。
　　本文基于Roper模型對(duì)火焰形狀進(jìn)行了理論求解，主要分為三個(gè)主要部分：控制方程的無(wú)量綱化，無(wú)量綱方程的求解和柱坐標(biāo)的求解。求解出了O2/N2和O2/CO2氣氛下不同氧氣體積百分濃度的無(wú)量綱層流擴(kuò)散火焰形狀。發(fā)現(xiàn)隨著氧氣體積百分濃度的增加，O2/N2和O2/CO2氣氛下不同氧氣體積百分

2、濃度的無(wú)量綱火焰形狀有變低變窄的趨勢(shì)；而氧氣體積百分濃度相同的不同氣氛下，無(wú)量綱火焰形狀是一致的，燃料一定時(shí)，氧化劑氧氣體積百分濃度決定了無(wú)量綱火焰形狀。同時(shí)，在柱坐標(biāo)求解過(guò)程中針對(duì)火焰區(qū)域的溫度分布和速度分布對(duì)Roper模型進(jìn)行了改進(jìn)，以使其增強(qiáng)火焰寬度計(jì)算的準(zhǔn)確性。
　　本文利用一套實(shí)驗(yàn)室層流擴(kuò)散火焰實(shí)驗(yàn)臺(tái)獲取O2/N2氣氛和O2/CO2氣氛下各個(gè)工況的軸對(duì)稱乙烯層流擴(kuò)散火焰圖像及經(jīng)過(guò)430nm濾色片過(guò)濾的火焰圖像，目的在于獲

3、取更接近火焰真實(shí)邊界的火焰圖像。在得到火焰圖像后，將Roper模型求解出的火焰形狀和Roper改進(jìn)模型求解出的火焰形狀與之進(jìn)行對(duì)比分析。研究表明430nm濾色片能夠減弱炭黑發(fā)光對(duì)火焰面獲取的影響，加濾色片拍攝得到的火焰圖像邊界與真實(shí)火焰面更加接近。O2/N2氣氛和O2/CO2氣氛下，相對(duì)于基于恒定溫度場(chǎng)計(jì)算出的火焰形狀，基于溫度分布計(jì)算出的火焰形狀能夠更好與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)火焰形狀吻合；基于溫度分布的計(jì)算中，勻加速假設(shè)和變加速假設(shè)計(jì)算出的火焰形

4、狀大體一致但略有不同，總體來(lái)說(shuō)，變加速假設(shè)更接近實(shí)驗(yàn)觀測(cè)值。相同氧氣體積百分濃度條件下，O2/CO2氣氛下的火焰高度觀測(cè)值和計(jì)算值都比O2/N2氣氛的大，寬度觀測(cè)值和計(jì)算值也較大。隨著氧氣體積百分濃度的上升，兩種氣氛計(jì)算值與觀測(cè)的差異會(huì)增加，但是O2/N2氣氛工況的差異很小，相比之下，O2/CO2氣氛工況的差異較大。
　　本文以高速成像為實(shí)驗(yàn)方法，研究了自然射流、空氣伴流、O2/N2富氧氧化劑伴流和O2/CO2富氧氧化劑伴流的四種