重力对层流扩散火焰烟黑生成特性影响

工程热物理学报 , 2010, 31(5): 867-870.

重力对层流扩散火焰烟黑生成特性影响

孔文俊 ^1, , 艾育华 ^2, , 王宝瑞 ^3, , 刘凤山 ^4,

1.中国科学院工程热物理研究所,北京,100190

2.中国科学院工程热物理研究所,北京,100190

3.中国科学院工程热物理研究所,北京,100190

4.加拿大国家研究院化工过程与环境技术研究所,渥太华,加拿大

基金项目: 国家自然科学基金(59886002;50936005) 国家921-2项目

关键词：微重力燃烧 , 同轴射流扩散火焰 , 烟黑生成

SOOT FORMATION OF LAMINAR COFLOW DIFFUSION FLAMES IN DIFFERENT GRAVITY CONDITIONS

本文采用数值模拟方法研究了重力对甲烷/空气同轴射流层流扩散火焰烟黑生成特性的影响,数值分析中将详细的气相化学反应机理、复杂的热物性和输运特性关系、半经验的双方程烟黑生成模型和非灰体辐射模型耦合到燃烧场的计算中.同时考虑烟黑经Oz,OH和O的氧化途径.热辐射计算采用与统计窄波段调K(SNBCK)模型相耦合的离散坐标法求解.烟黑的谱带吸收系数根据小颗粒的Rayleigh理论计算.结果表明,随着重力水平的降低,火焰峰值温度降低,微重力下烟黑浓度的最大值约为正常重力下相应火焰的两倍.这一计算结果与已有的试验数据符合较好.计算结果还表明,重力也影响烟黑成核和表面生长的位置和强度.

参考文献

[1]	Urban DL.;Sunderland PB.;Linteris GT.;Voss JE.;Lin KC.;Dai Z.;Sun K.;Faeth GM.;Yuan ZG. .Structure and soot properties of nonbuoyant ethylene/air laminar jet diffusion flames[J].AIAA journal,1998(8):1346-1360.
[2]	Hongsheng Guo;Fengshan Liu;Gregory J Smallwood;Omer L Gulder .The flame preheating effect on numerical modelling of soot formation in a two-dimensional laminar ethylene-air diffusion flame[J].Combustion theory and modelling,2002(2):173-187.
[3]	Wenjun Kong;Fengshan Liu .Effects of Gravity on Soot Formation in a Coflow Laminar Methane/Air Diffusion Flame[J].Microgravity science and technology,2010(2):p.205.

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