為了探索高溫伴流射流（jet in hot coflow, JHC）無焰燃燒（moderate or intense low oxygen dilution, MILD）建立的條件,利用數(shù)值模擬的方法研究了JHC火焰在不同伴流溫度與伴流氧氣質(zhì)量分數(shù)下的火焰特性。使用商業(yè)CFD軟件ANSYS FLUENT 15.0,開展穩(wěn)態(tài)RANS（Reynolds averaged Navier-Stokes）模擬,湍流模型采用標(biāo)準κ-ε雙方程模型,化學(xué)反應(yīng)采用DRM 22詳細反應(yīng)機理,湍流與化學(xué)反應(yīng)的相互作用采用渦耗散概念（EDC）模型。模擬結(jié)果表明:提高伴流溫度加強了火焰內(nèi)部的傳熱過程;降低氧氣濃度減小了化學(xué)反應(yīng)釋放的熱量,顯著降低了火焰亮度,使火焰鋒面變得模糊,氧氣濃度在轉(zhuǎn)變?nèi)紵隣顟B(tài)時起到更加明顯的作用;燃料主射流的初始速度決定了反應(yīng)區(qū)域的湍流時間尺度,伴流溫度通過影響湍流時間尺度影響宏觀燃燒狀態(tài);降低伴流氧氣濃度增加了化學(xué)反應(yīng)時間尺度,使宏觀燃燒更均勻溫和,燃燒模式的轉(zhuǎn)變過程更加規(guī)律可控。 

【文章來源】：能源工程. 2020,(05)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

模擬結(jié)果(實線)與實驗數(shù)據(jù)(散點)

圖6比較了常規(guī)燃燒(工況1)、高溫燃燒(工況4)和MILD燃燒(工況7)的溫度分布。可以看到,工況4的高溫區(qū)域分布最廣,溫度峰值最高;工況7的高溫區(qū)域的溫度峰值最低,高溫區(qū)域與伴流之間的溫度差最小,溫度分布最均勻,符合MILD燃燒的特征。由于高速射流的卷吸作用,高溫伴流與主射流混合區(qū)域中的反應(yīng)可以認為是在充分攪拌反應(yīng)器(well stirred reactor, WSR)條件下發(fā)生。根據(jù)Cavaliere等[20]的研究,MILD燃燒的定義為在WSR中混合物溫度大于其自燃溫度,同時燃燒產(chǎn)物的最大溫升小于混合物的自燃溫度。為了比較不同工況條件對燃燒溫度的影響,排除不同伴流溫度的干擾,定義燃燒場內(nèi)某一點的溫度變化ΔT為:

工況1到工況4(左)和工況4到工況7(右)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Progress and recent trend in MILD combustion[J]. DALLY B B.  Science China Technological Sciences. 2011(02)



本文編號：3357270