采用數(shù)值計算的方法對二維條件下甲烷/空氣混合氣在微小狹縫通道中的燃燒和淬熄進行研究。對壁面溫度設定拋物線分布,基于化學反應機理模擬燃燒,展現(xiàn)不同氣流速度下火焰在微小通道中的燃燒和淬熄現(xiàn)象,并分析狹縫內的主要反應組分分布。結果表明,隨著氣流速度下降,溫度分布整體呈下降趨勢;靠近上游處存在羥基峰值,隨著流速下降,峰值減小且向上游移動;峰值之后,羥基含量隨流速下降而增大。 

【文章來源】：消防科學與技術. 2016,35(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１模擬對象（微小狹縫）計算中氣相燃燒采用ＧＲＩ－Ｍｅｃｈ３．０甲烷化學反

混合氣當量比保持為１。入口邊界為速度入口邊界條件，氣體溫度為３００Ｋ，流速垂直邊界。出口邊界條件為壓力出口邊界條件，設定回流溫度為３００Ｋ，成分為空氣。兩側壁面通過ＵＤＦ設定為固定溫度，呈拋物線分布，滿足式（１）。Ｔｗ＝１３００×（１．０－Ｘ２）＋３００（１）式中：Ｔｗ為微小狹縫壁面溫度，Ｋ；Ｘ為ｘ坐標與狹縫長度Ｌ的比值。３計算結果與分析３．１預混氣流速對圓管內火焰?zhèn)鞑サ挠绊憟D２為當量比為１的甲烷／空氣預混氣以不同流速流入微小狹縫中的溫度場分布。（ａ）ｖ＝０．１００ｍ／ｓ（ｂ）ｖ＝０．０７５ｍ／ｓ（ｃ）ｖ＝０．０５０ｍ／ｓ（ｄ）ｖ＝０．０２５ｍ／ｓ（ｅ）ｖ＝０．０１０ｍ／ｓ圖２不同速度下溫度分布圖可由溫度分布的曲線初步估計甲烷空氣預混氣在微小狹縫內的燃燒情況。由圖２中的溫度分布可知，隨著氣流速度下降，溫度整體呈現(xiàn)下降趨勢。且隨著速度的下降溫度分布也發(fā)生了明顯的變化，溫度下降與甲烷的燃燒反應減弱有直接的關系。其變化的過程分析如下：隨著預混氣流流速下降，火焰前鋒不斷向上游推進，而在火焰的推進過程中壁面的溫度不斷下降，因此熱傳導過程中的熱損失也不斷上升。此外，由于可燃氣的流量下降，反應過程釋放出的能量也因此下降。在兩方面因素的共同作用下，火焰沿上游的傳播被阻止，其反應由劇烈的燃燒過程，逐步轉變?yōu)楣艿乐胁扛邷貐^(qū)內發(fā)生的低溫無焰燃燒。圖３為ＯＨ基在微小狹縫內的分布云圖，圖４為微小狹縫內的分布曲線圖。（ａ）ｖ＝０．１００ｍ／ｓ（ｂ）ｖ＝０．０７５ｍ／ｓ（ｃ）ｖ＝０．０５０ｍ

由圖２中的溫度分布可知，隨著氣流速度下降，溫度整體呈現(xiàn)下降趨勢。且隨著速度的下降溫度分布也發(fā)生了明顯的變化，溫度下降與甲烷的燃燒反應減弱有直接的關系。其變化的過程分析如下：隨著預混氣流流速下降，火焰前鋒不斷向上游推進，而在火焰的推進過程中壁面的溫度不斷下降，因此熱傳導過程中的熱損失也不斷上升。此外，由于可燃氣的流量下降，反應過程釋放出的能量也因此下降。在兩方面因素的共同作用下，火焰沿上游的傳播被阻止，其反應由劇烈的燃燒過程，逐步轉變?yōu)楣艿乐胁扛邷貐^(qū)內發(fā)生的低溫無焰燃燒。圖３為ＯＨ基在微小狹縫內的分布云圖，圖４為微小狹縫內的分布曲線圖。（ａ）ｖ＝０．１００ｍ／ｓ（ｂ）ｖ＝０．０７５ｍ／ｓ（ｃ）ｖ＝０．０５０ｍ／ｓ（ｄ）ｖ＝０．０２５ｍ／ｓ（ｅ）ｖ＝０．０１０ｍ／ｓ圖３不同速度下ＯＨ基分布云圖７６４ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｊｕｎｅ２０１６，Ｖｏｌ３５，Ｎｏ．６

【參考文獻】：
期刊論文
[1]預混火焰在狹縫通道中的熄滅機理研究[J]. 曲忠偉,顏事龍,林謀金.  廈門大學學報(自然科學版). 2014(06)

博士論文
[1]預混火焰在微小通道中傳播和淬熄的研究[D]. 喻健良.大連理工大學 2008



本文編號：3053041