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摘要
为了研究垂直圆管内掺氢甲烷燃烧的不稳定性,自行搭建了上端为开口下端为闭口的透明圆形燃烧管道(半径r=30 mm,管长L=600 mm),火焰在开口端被点燃,向闭口端传播,在化学当量比条件下,通过改变氢气体积分数进行实验。结果表明,当氢气体积分数γ≥50%后,火焰在传播过程中出现了数量众多的小尺寸胞状结构,并逐渐演变为平滑的弯曲火焰锋面结构,而在γ<50%的工况中没有出现此现象;对初级不稳定性振荡以及次级不稳定性振荡出现的原因进行了分析,火焰表面积的快速变化是形成初级不稳定性振荡的主要原因,燃烧过程中产生的有限振幅的声学振荡是次级不稳定性振荡产生的原因;对不同工况反应过程组分流量的敏感性分析可以得出,链式反应R1 (H+O2=O+OH)为促进燃烧反应速率的主导链式反应;火焰传播过程中的最大压力出现在次级不稳定性振荡阶段,由于开口声压损失以及开口预混未燃气体损失,最大压力的数值随氢气体积分数的增加而减小。
- 单位
