旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气冷流掺混特性研究

作者：陈昊; 白桥栋^*; 翁春生

来源：弹道学报, 2023, 35(02): 9-19.

• 煤油裂解气
• 旋转爆轰
• 冷流掺混
• 大涡模拟

为研究旋转爆轰燃烧室内煤油裂解气的冷流掺混特性，使用OpenFOAM对小孔-环缝喷注结构下煤油裂解气的喷射掺混过程进行了二维大涡模拟研究。根据数值模拟结果，系统描述了燃烧室内冷流场的流场结构和可爆轰区域位置，对比分析了喷注压力(保持当量比不变)、裂解气喷注位置及喷注角度对掺混效果的影响，并用掺混不均匀度定量评价了裂解气与空气的掺混程度。研究结果表明：由于Kelvin-Helmholtz(K-H)不稳定性产生的大尺度湍流涡结构的卷带作用是煤油裂解气与空气混合的主要机制。采用有限速率模型和一步化学反应机理计算得到的煤油裂解气/空气一维可爆轰当量比上、下限分别为2.9和0.4。在空气和裂解气喷注温度分别为300 K、720 K时，增大喷注压力，掺混效果降低；裂解气喷注位置远离燃烧室入口，掺混效果提高；裂解气与空气喷注角度由同向到逆向，掺混效果提高。

• 单位
  瞬态物理国家重点实验室; 南京理工大学