湍流状态下双燃料混合物自燃和火焰传播过程

作者：周磊; 刘宗宽; 袁成威; 张帆^*; 卫海桥

来源：内燃机学报, 2022, 40(03): 208-215.

DOI：10.16236/j.cnki.nrjxb.202203026

• 湍流
• 双燃料
• 直接数值模拟
• 混合层
• 着火
• 火焰传播

采用直接数值模拟(DNS)方法，研究了低速机缸内热力学状态下甲烷/正庚烷混合物的着火及燃烧过程，分析了湍流状态下双燃料混合层中的着火特性及火焰发展过程．结果表明：第一阶段着火后，湍流作用下混合气偏浓区域生成冷焰；第二阶段着火后，甲烷/空气预混气侧生成多个高温膨胀核心．混合分数梯度平缓区域更易生成高温核心，而混合分数梯度较大时会增大标量耗散率、加强热量和活性基团的耗散，不利于燃烧反应的稳定发展．湍流作用下火焰前沿形成褶皱向两侧传播，热膨胀核心位置的火焰前沿传播较快．甲烷/空气预混气侧含氧量增加导致火焰前沿传播加快，前沿褶皱程度逐渐降低；正庚烷侧火焰前沿在传播下游存在冷焰反应区域，形成“双火焰”结构，随着反应进行，火焰前沿传播进入更浓的混合物中，双火焰面之间的距离逐渐缩短．

• 单位
  内燃机燃烧学国家重点实验室; 天津大学