多孔介质微燃烧器的稳燃范围的数值研究

应用计算流体力学软件Fluent,对氢气/空气预混气在部分填充多孔介质的微平板燃烧器中的实验现象进行了模拟,研究了多孔介质热导率、壁面热导率、多孔介质孔隙率对稳燃范围的影响.模拟结果表明:稳燃范围的大小与多孔介质热导率呈正相关趋势,较高的多孔介质热导率将会拓宽稳燃范围;随着壁面热导率的增加,稳燃范围与壁面热导率呈V型比例;多孔介质孔隙率也是影响稳燃范围的一个重要因素,在0.5~0.9的区间内,随着孔隙率的增大,稳燃范围也随之增大.

微通道反应器内氨气的稳燃范围模拟

利用Chemkin软件通过基于误差传播的直线关系图法和敏感性分析法简化了氨气燃烧详细反应机理,并利用Fluent软件得出了不同宽度的微通道内氨气与空气的稳燃范围。结果表明:综合误差传播的直线关系图法(DRGEP法)和敏感性分析法得到的65步反应机理与详细机理,在氨气与空气物质的量之比(当量比)为0.2~1.4时的模拟结果吻合较好。氨气在微通道反应器入口段2 mm附近快速燃烧。随着当量比和流速的增加,微通道内混合气体最高温度先增加后减少。随着微通道宽度的增加,氨气稳燃的当量比范围先增加后减小,而稳燃的入口速度范围一直减小,选用较小宽度的微通道结构,能拓宽氨气的稳燃当量比和速度范围,这为氨气在微通道燃烧提供了一定的理论依据。

甲烷/空气混合物在微小型钝体燃烧器中的燃烧特性

为了实现在淬熄距离以下的稳定燃烧,试验设计了两种带钝体的回热型燃烧器,研究预混甲烷在高度小于淬熄距离的燃烧室中的燃烧特性。燃烧器的燃烧室高度为2 mm,长度为20 mm,进口处安装了边长为1mm的等边三角形钝体或相同尺寸的"V"形钝体,并在上下两侧设置了预热通道。利用Fluent6.3软件对甲烷/空气在这两个燃烧器的预混燃烧做了数值模拟,确定了浓度极限和速度极限,并对稳燃机理进行了分析。与三角形钝体燃烧器相比较,"V"形钝体燃烧器的稳燃范围更大。在所给出的稳定燃烧工况下两者的燃烧效率均在99%以上,甲烷/空气的混合气体能够完全燃烧。但当进气速度较小同时当量比较大时会发生回火现象。