掺氢比对高Ka数射流预混湍流火焰的影响

作者：俞森彬; 刘潇^*; 周波

来源：燃烧科学与技术, 2021, 27(01): 52-59.

DOI：10.11715/rskxjs.R201911001

• 分布反应区
• 局部熄火
• 燃烧模式
• 大涡模拟-TPDF燃烧模型
• 掺氢

在同步多物种平面激光诱导荧光(PLIF)测量的实验基础上,采用大涡模拟(LES)湍流模型耦合输运概率密度函数(TPDF)燃烧模型,以及44组分及268步CH4化学反应机理模拟了CH4/H2/空气混合气的不同掺氢比(0,20%,50%)时对高Ka数下预混湍流射流火焰的影响.结果表明,LES耦合TPDF模型可以较为准确地捕捉火焰高度,模拟该类火焰的速度分布、反应锋面CH的分布以及火焰褶皱及局部熄火等现象.随着掺氢比的升高,火焰高度降低,火焰根部的局部熄火得到显著改善.相比于掺氢,在未掺氢时,由于其更小的临界拉伸率及更少的H2与伴生火焰带来的自由基反应的机会,使得火焰根部出现局部熄火更为频繁.同时进一步发现,火焰根部的燃烧模式与主燃烧区域存在很大区别,火焰根部的扩散作用更为显著.

• 单位
  南方科技大学; 哈尔滨工程大学