掺氢比对高Ka数射流预混湍流火焰的影响

• 作者: 俞森彬 刘潇 周波
• 来源期刊: 燃烧科学与技术
• 学科: 工学
• 关键词: 分布反应区 局部熄火 燃烧模式 大涡模拟-TPDF燃烧模型 掺氢
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 52-59
• 页数: 8页
• 分类号: TK11
• 语种: 中文
• DOI: 10.11715/rskxjs.R201911001

摘要

在同步多物种平面激光诱导荧光(PLIF)测量的实验基础上,采用大涡模拟(LES)湍流模型耦合输运概率密度函数(TPDF)燃烧模型,以及44组分及268步CH4化学反应机理模拟了CH4/H2/空气混合气的不同掺氢比(0,20％,50％)时对高Ka数下预混湍流射流火焰的影响.结果表明,LES耦合TPDF模型可以较为准确地捕捉火焰高度,模拟该类火焰的速度分布、反应锋面CH的分布以及火焰褶皱及局部熄火等现象.随着掺氢比的升高,火焰高度降低,火焰根部的局部熄火得到显著改善.相比于掺氢,在未掺氢时,由于其更小的临界拉伸率及更少的H2与伴生火焰带来的自由基反应的机会,使得火焰根部出现局部熄火更为频繁.同时进一步发现,火焰根部的燃烧模式与主燃烧区域存在很大区别,火焰根部的扩散作用更为显著.