固体材料对微型钝体燃烧器吹熄极限的影响

通过数值模拟研究了固体材料(石英、不锈钢和SiC)对微型钝体燃烧器内氢气/空气预混火焰的吹熄极限的影响。结果表明:计量比为0.5时,3个燃烧器对应的吹熄极限分别为36、25和21 m·s?1。理论分析揭示了微型钝体燃烧器中火焰稳定性与流动和传热之间的相互作用非常密切。当热导率较小时,通过壁面向上游传导的热量较少,壁面对未燃预混气的预热效果较差,燃烧后的气体膨胀相对较弱,从而钝体后的低速区面积较大,稳燃效果较好。对于不锈钢和SiC燃烧器,由于SiC的发射率更大,通过壁面的散热损失较大,从而使得其吹熄极限较小。为获得良好稳燃性能的微型钝体燃烧器选择合适的材料提供了指导。     

带平板稳燃器的热回流燃烧器内火焰结构特性

针对极端工况下火焰易失稳这一问题,设计开发了带平板稳燃器的热回流燃烧器,研究了热回流-流体回流协同作用对火焰结构的影响.结果表明,火焰在极低当量比下依然可以保持稳定对称结构.通过三维数值模拟对燃烧室内的火焰结构进行了分析.横向结构特性表明火焰根部随火焰面不断靠近侧壁面而向下游移动,火焰顶部随火焰不断靠近侧壁面先向下游移动而后向上游移动.纵向结构特性表明,靠近上游位置的火焰锋面在中央附近比较平直,而近侧壁面的火焰锋面出现明显弯曲.     

微小型凹腔燃烧器内甲烷/空气预混火焰特性

对有凹腔的微细通道内甲烷/空气的预混燃烧进行了实验研究,并与无凹腔的情况进行了比较。结果表明,无凹腔时,只出现了稳定或振荡的倾斜火焰;有凹腔时,在很宽的速度范围内火焰均能被有效地稳定,当进气速度接近吹出极限时,火焰锋面发生弯曲和脉动。当量比为0.8、0.9和1.0时有凹腔的微细通道的吹出极限分别为0.8、1.35和1.75 m·s-1,是对应进气条件下燃烧速度的几倍,这表明凹腔具有很强的稳燃能力。数值模拟结果表明,凹腔的斜壁与下游的水平壁面之间的转折点存在很大的速度梯度和剪应力,导致了火焰在高速下被拉断而吹出。总之,有凹腔的微细通道内火焰的稳定性主要由反应区和流场之间的相互作用决定。     

固体材料对微型钝体燃烧器吹熄极限的影响

通过数值模拟研究了固体材料（石英、不锈钢和SiC）对微型钝体燃烧器内氢气/空气预混火焰的吹熄极限的影响。结果表明：计量比为0.5时,3个燃烧器对应的吹熄极限分别为36、25和21 m·s^-1。理论分析揭示了微型钝体燃烧器中火焰稳定性与流动和传热之间的相互作用非常密切。当热导率较小时,通过壁面向上游传导的热量较少,壁面对未燃预混气的预热效果较差,燃烧后的气体膨胀相对较弱,从而钝体后的低速区面积较大,稳燃效果较好。对于不锈钢和SiC燃烧器,由于SiC的发射率更大,通过壁面的散热损失较大,从而使得其吹熄极限较小。为获得良好稳燃性能的微型钝体燃烧器选择合适的材料提供了指导。     

微小型凹腔燃烧器内甲烷/空气预混火焰特性

对有凹腔的微细通道内甲烷/空气的预混燃烧进行了实验研究,并与无凹腔的情况进行了比较。结果表明,无凹腔时,只出现了稳定或振荡的倾斜火焰;有凹腔时,在很宽的速度范围内火焰均能被有效地稳定,当进气速度接近吹出极限时,火焰锋面发生弯曲和脉动。当量比为0.8、0.9和1.0时有凹腔的微细通道的吹出极限分别为0.8、1.35和1.75 m·s^-1,是对应进气条件下燃烧速度的几倍,这表明凹腔具有很强的稳燃能力。数值模拟结果表明,凹腔的斜壁与下游的水平壁面之间的转折点存在很大的速度梯度和剪应力,导致了火焰在高速下被拉断而吹出。总之,有凹腔的微细通道内火焰的稳定性主要由反应区和流场之间的相互作用决定。