高温伴流中燃料射流不稳定自着火特性研究

现代燃气轮机贫预混燃烧室入口温度的升高增加了预混段中不稳定自着火的风险.为探究高温伴流中燃料射流不稳定自着火特性,采用高灵敏度动态压力传感器和高速摄像机观测了自着火的回火过程和自着火频率特性.结合回火速度特征分析了回火机理,并重点研究了燃料摩尔分数、射流速度、伴流温度和伴流速度对不稳定自着火频率的影响.回火过程结果表明,自着火核通过火焰传播向上游的扩展是导致回火的主要原因.根据高速图像和幅度谱发现,当燃料摩尔分数低于临界值时不稳定自着火表现出间歇性.对比不同伴流温度和伴流速度下的幅度谱进一步揭示了该间歇性由化学反应和湍流耗散决定的自着火区域自由基浓度主导.