基于Damköhler数的蒸发式值班火焰稳定器贫熄边界分析方法研究

为探究蒸发式火焰稳定器的贫油熄火性能的分析方法,在来流温度为400~640 K,尾流速度为85~153 m/s条件下,以蒸发式火焰稳定器为研究对象,开展了贫油熄火试验与数值模拟计算,得出了蒸发式火焰稳定器不同工况下的全局和局部Damköhler数(Da)分布特性。研究结果表明:(1)随着火焰稳定器尾缘速度增加,熄火油气比在高来流温度时呈现单调递增的趋势,而低来流温度时则呈现先减小再增加的趋势;随着来流温度的升高,熄火油气比减小。(2)随着燃油流量的增加,高局部流动时间和低局部化学时间区域均沿轴向变长。高Da区域主要集中在火焰稳定器剪切层附近,随着燃油流量的增加,高Da区域逐渐合并。(3)关键反应区内的全局流动时间随尾缘速度增加而缩短,随温度的升高而延长;关键反应区内的全局化学时间随尾缘速度增加而呈现先缩短后延长的趋势,随着来流温度升高呈现单调缩短的趋势。(4)不同熄火点工况下关键反应区内的Da在1左右,表明该方法可以对蒸发式火焰稳定器贫油熄火进行预测,并在不同来流工况具有一定的普适性。

基于Damk?hler数的氢气层流扩散火焰抑制模拟研究

通过对未添加及添加1%的Br_2对氢气同向流扩散火焰的影响进行数值模拟,研究抑制剂对氢气层流扩散火焰温度及主要自由基的影响,并通过计算两种火焰的化学特征时间及混合特征时间得到Damk?hler数,提出基于抑制剂的标量耗散率,研究抑制剂的扩散作用及化学作用对氢气同向流扩散火焰的影响。研究发现抑制剂的火焰抑制循环使火焰中化学作用增强,而抑制剂的扩散作用对火焰整体的扩散作用有较显著的影响。添加抑制剂后在径向大部分区域火焰的Da数均低于未添加情况下,抑制剂减少火焰燃烧区域,并使燃烧区域的反应剧烈程度下降。从火焰根部到火焰顶端,抑制作用逐渐减弱。

基于网格化Damk?hler数的燃烧室贫熄边界预测方法探究

发展了一种基于网格化Damkohler(Da)数的贫熄预测方法.将基于OH基浓度定义的反应区均匀划分为尺度一致的子区域,以降低反应区组分、温度不均匀对预测精度的影响.针对整个反应区及反应区内的每个子区域分别计算Da数.分别采用新鲜混气在反应区(或子区域)的实际停留时间和能够触发反应的最短停留时间定义流动时间和化学反应时间.局部Da数计算结果表明,不同流量下的近贫熄工况,燃烧核心集中在回流区上游滞止点附近,设计工况下的燃烧核心却集中在回流区下游滞止点附近.整体Da数计算结果表明,对于空气来流流量从0.6 kg/s增加到1.2 kg/s的贫熄工况,整体Da数维持在7.9上下波动,平均波动范围在5%左右,证明网格化Damk hler方法能够在不同来流工况下捕捉贫熄特征,为解决实际工程问题奠定了理论基础.