两种喷管中心间距下微阵列火焰场燃烧特性数值研究

构建了处于无限阵列中管径为1.5 mm的3×3喷管微阵列火焰模型,采用甲烷简化机理,分别对喷管中心间距为2 mm和4 mm的微阵列火焰场燃烧特性进行数值研究。结果表明,在相同输入工况下,随着管中心间距的减小,喷管火焰间的相互影响增强,燃烧反应区域变长,最高温度增大;同时,计算区域出口CO排放增加、燃烧效率下降。喷管中心间距2 mm和4 mm两种工况下,距离管口5 mm后的区域温度都开始均匀分布,为研究温度均匀的微阵列火焰加热器提供了设计依据。

不同喷管间距甲烷微火焰阵列温度场和燃尽特性研究

为了优化微阵列火焰燃烧加热系统,在相同的燃料负荷和喷管物理条件下,构建了甲烷预混和微火焰阵列燃烧模型,并研究了不同喷管中心间距对温度场和燃尽率特性的影响规律。研究结果表明,由若干微小喷管火焰优化组成的阵列可形成温度均匀的加热场;随着喷管中心间距减小,火焰间相互影响程度增加,均温加热场的温度提高;喷管中心间距继续减小,微喷管阵列火焰开始聚并、向大火焰转变,燃烧反应区间变长、均温场处的燃尽率下降,微喷管火焰丧失微火焰特性;因此确定微火焰阵列加热场喷管中心间距这一重要参数时,需综合考虑温度均匀性、热负荷、燃尽率和污染物等因素。