CH4/H2/CO2/O2平面火焰细胞状不稳定性研究

工程热物理学报 , 2015, 36(11): 2502-2505.

CH4/H2/CO2/O2平面火焰细胞状不稳定性研究

金武 ^1, , 王金华 ^2, , 俞森彬 ^3, , 谢永亮 ^4, , 黄佐华 ^5,

1.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049

2.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049

3.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049

4.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049

5.西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安,710049

基金项目: 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室开放课题基金(No.K2014-4) 国家自然科学基金(No.51376004) 陕西省自然科学基金(No.2014JQ7267) 教育部留学回国人员科研启动基金

关键词： OH-PLIF , McKenna平面火焰炉 , 细胞状火焰 , 不稳定性

Investigation on Cellular Instabilities of CH4/H2/CO2/O2 Flat Flames

Keywords： OH-PLIF , mcKenna flat burner , cellular flame , instability

本文采用OH-PLIF探测系统对在McKenna平面火焰炉上产生CH4/H2/CO2/O2细胞状火焰进行了定量测量和分析.研究发现,平面火焰在稀燃极限附近会出现胞状结构,细胞数量随当量比/掺氢比的增加而增加,主要是由火焰自身不稳定性导致.同时我们通过OH-PLIF图片定量提取并定义了相关参数以表征平面火焰的不稳定程度,并发现随着火焰悬浮距离的减少火焰趋向于稳定,火焰对炉面的热损失有抑制不稳性发生的作用.通过线性理论分析,我们发现RS模型能够很好预测火焰稳定性随当量比变化趋势,但无法预测随掺氢比的变化趋势.在掺氢状态下,火焰面离炉面更近,炉面对火焰不稳定性的抑制作用不可忽视,故理论模型对掺氢影响的预测失效.

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