不同伴流速度下压力对火焰闪烁的影响

利用Ansys Fluent软件,采用直接数值模拟方法(DNS)模拟了甲烷/空气在同轴射流燃烧器中的燃烧过程,探究不同伴流速度下压力对火焰闪烁的影响,并对燃烧系统进行了非线性分析。结果表明:伴流速度为0.009 8 m/s,压力为0.7×105~1.6×105 Pa时,火焰发生闪烁;压力的升高使得火焰与涡的作用增强,火焰闪烁剧烈;当伴流速度增大到一临界值时,原本在压力场内闪烁的火焰变得稳定,表明燃烧流场由浮升力主导转变为伴流动量主导;提高伴流速度和压力均能促进烟黑的生成;通过燃烧系统的非线性分析发现,燃烧系统对伴流速度初值和压力初值具有强依赖性,在伴流速度临界值或压力临界值下,系统的解发生了动态分岔现象。

伴流速度对平行喷口射流影响的数值研究

采用大涡模拟方法计算研究平行喷口出口马赫数为0.9,伴流速度比分别为0.1、0.3和0.5时的喷射流场特性。计算时采用高精度的数值模拟方法,并结合Smagorinsky亚网格尺度模型。考察了流场统计平均特性、脉动特性以及射流流场中涡结构的发展演变过程,结果表明:伴流速度的增大使得势流核长度变长,减缓了空间剪切层的发展,转捩延迟。喷射流场速度分布具有自相似性,而湍流强度的分布则不具有相似性。通过分析剪切层中轴向速度脉动、径向速度脉动、压力脉动在空间任意两点上的时空相关性,发现随着伴流速度的增大,脉动量在空间上的相关性减弱,而脉动量向下游的传递速率增加。该研究结果为进一步揭示伴流速度对喷流声场的影响提供基础。

船舶伴流与船舶驾驶关系的探讨

伴流及伴流产生的原因早为人们所认识 ,但伴流对船舶快速性、舵效和船舶操纵性等的影响都有必要作进一步的探讨 ,以便统一认识 ,进一步提高船舶驾驶的水平 .

湍流射流火焰抬举高度的实验研究

湍流射流燃烧作为工业燃烧室中普遍存在的燃烧方式,研究湍流射流火焰不仅能促进实际燃烧室的设计改造,更能增强对湍流燃烧理论的理解。在轴对称伴流射流燃烧器实验平台上,研究了湍流自由射流火焰抬举高度随射流速度的变化及氮气稀释和伴流速度对火焰抬举高度的影响。实验结果表明湍流自由射流燃烧火焰抬举高度随射流速度呈线性增长;随氮气稀释摩尔分数的增加其抬举高度的线性斜率增大,射流火焰吹出喷嘴的雷诺数降低,火焰更易发生抬举;同时,氮气稀释摩尔分数的增加也导致射流火焰发生吹熄时雷诺数减小,射流火焰在射流速度完全进入湍流之前发生吹熄;伴流速度小于0.3 m/s时对火焰抬举高度的影响不大,当伴流速度大于0.3 m/s时抬举高度随伴流速度的增加呈线性增长,当射流速度大于20 m/s时,伴流速度的影响降低;对比伴流与稀释对抬举高度的影响可知射流速度大于30 m/s时对伴流的敏感性大于稀释,而在射流速度小于30 m/s时对稀释更敏感。