温度和压力对低热值燃料层流燃烧特性的影响

作者：郑玮琳; 张世杰; 庞历瑶; 谢凡; 曾文^*

来源：航空动力学报, 2021, 36(08): 1578-1585.

DOI：10.13224/j.cnki.jasp.20200453

• 低热值燃料
• 定容燃烧弹
• 层流燃烧速度
• 温度和压力拟合
• 敏感性分析

为阐明低热值燃料在燃气轮机工况下的燃烧特性,在定容燃烧弹中测试了初始压力分别为0.10、0.15、0.20 MPa,初始温度分别为303、353、403、453 K,当量比范围为0.8～1.6,体积分数为7%H2、21.72%CO、21.45%CO2、49.83%N2的高炉煤气层流燃烧速度,并采用Gri-Mech 3.0化学反应机理对其进行了数值模拟。实验和模拟均发现,低热值燃料的层流燃烧速度随着初始压力的降低而增高,随着初始温度的增加而升高,且层流燃烧速度随温度和压力并非呈现单调性的变化规律,并在实验工况范围内对层流燃烧速度进行了温度和压力拟合。通过敏感性分析发现:主要的正向促进反应为R99、R46,主要的逆向抑制反应为R45、R36,层流燃烧速度受高活性自由基的影响,与链终止反应与链分支反应关于高活性自由基的竞争有关;随着初始压力的降低和初始温度的升高,高活性自由基摩尔分数增大,从而导致层流燃烧速度升高。

• 单位
  中国航空工业集团有限公司; 沈阳航空航天大学; 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所