甲烷-空氣貧燃預混火焰不穩(wěn)定性研究.pdf

1、貧燃預混燃燒是目前最有潛力的低Nox 燃燒技術，卻易于誘發(fā)火焰振蕩，甚至會破壞整個系統(tǒng)。本文以FLUENT軟件為平臺，利用數(shù)值模擬方法對甲烷/空氣貧燃預混燃燒過程進行了研究，探討了影響火焰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素。
　　 在旋轉(zhuǎn)射流主流、中心回流以及環(huán)狀射流之間所形成剪切邊界層內(nèi)，存在不同尺度的三維螺旋式渦漩結(jié)構(gòu)。小尺度渦漩產(chǎn)生于速度梯度最大的區(qū)域，并隨主流以螺旋狀向下游移動，粘性耗散作用使其尺度不斷增大，最后從火焰面上脫落，破碎成

2、為復雜的湍流結(jié)構(gòu)。
　　 在燃燒室內(nèi)，剪切邊界層內(nèi)出現(xiàn)不穩(wěn)定的渦漩進動誘發(fā)中心回流區(qū)周期性膨脹，進而造成火焰面和火焰熱釋放的周期性脈動，當火焰熱釋放的脈動頻率恰好與某一壓力波動的頻率一致，且相位差小于90°時，燃燒室內(nèi)將出現(xiàn)該頻率下的高幅壓力振蕩，火焰將發(fā)生動力學失穩(wěn)。
　　 盡管提高旋流強度有助于強化混合，但渦漩進動隨之加劇，壓力振蕩幅度增加，火焰穩(wěn)定性下降；相對于單旋流注氣而言，雙旋流不利于預混火焰的穩(wěn)定；適度提高環(huán)