不同伴流速度下压力对火焰闪烁的影响

发布时间：2024-10-30 22:03

　　 利用Ansys Fluent软件,采用直接数值模拟方法（DNS）模拟了甲烷/空气在同轴射流燃烧器中的燃烧过程,探究不同伴流速度下压力对火焰闪烁的影响,并对燃烧系统进行了非线性分析。结果表明:伴流速度为0.009 8 m/s,压力为0.7×10～5～1.6×10⁵ Pa时,火焰发生闪烁;压力的升高使得火焰与涡的作用增强,火焰闪烁剧烈;当伴流速度增大到一临界值时,原本在压力场内闪烁的火焰变得稳定,表明燃烧流场由浮升力主导转变为伴流动量主导;提高伴流速度和压力均能促进烟黑的生成;通过燃烧系统的非线性分析发现,燃烧系统对伴流速度初值和压力初值具有强依赖性,在伴流速度临界值或压力临界值下,系统的解发生了动态分岔现象。

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【部分图文】：

采用的物理模型为同轴射流燃烧器,燃烧器内管直径d=11.1mm,外管直径do=95.2mm。燃烧器装置的简化模型如图1所示。燃料和伴流空气分别从燃烧器的内、外管进入燃烧室内(空气中氧气体积分数为20.9%)。燃料由甲烷和空气组成,将一定量的甲烷完全燃烧所需空气量与实际提供空气....

由于燃烧器是轴对称的,为减少计算量,只选取燃烧器的一半区域进行计算,网格划分如图2所示。在燃烧流场内速度、温度等参数发生剧烈变化的区域主要集中在火焰面附近,因此采用局部加密网格,在0mm≤x≤9mm均匀分布46个网格点,在9mm<x≤47.6mm网格逐渐变粗;在-33.3....

图2网格划分边界条件设置如下:燃烧器中心轴为对称轴;燃料入口和伴流空气入口设置为速度入口边界;燃烧器内管壁设置为恒热流壁面,热流密度设为0;出口设置为压力出口边界;燃烧器外管壁边界设置为恒温壁面,温度为290K。不同燃烧流场下的燃料入口和伴流空气入口参数见表1。其中qV,CH....

图6给出了伴流速度为0.098m/s时,扩散火焰分别在低压(p=0.7×105Pa)、大气压力(p=1.0×105Pa)和高压(p=1.6×105Pa)3种环境压力下的温度分布云图,其中的黑色实线为相应的温度等值线。从图6可以看出,随着环境压力的升高,火焰的宽度变小,长度增....

本文编号：4008546