利用Ansys Fluent軟件,采用直接數(shù)值模擬方法（DNS）模擬了甲烷/空氣在同軸射流燃燒器中的燃燒過(guò)程,探究不同伴流速度下壓力對(duì)火焰閃爍的影響,并對(duì)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了非線性分析。結(jié)果表明:伴流速度為0.009 8 m/s,壓力為0.7×10～5～1.6×10⁵ Pa時(shí),火焰發(fā)生閃爍;壓力的升高使得火焰與渦的作用增強(qiáng),火焰閃爍劇烈;當(dāng)伴流速度增大到一臨界值時(shí),原本在壓力場(chǎng)內(nèi)閃爍的火焰變得穩(wěn)定,表明燃燒流場(chǎng)由浮升力主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)榘榱鲃?dòng)量主導(dǎo);提高伴流速度和壓力均能促進(jìn)煙黑的生成;通過(guò)燃燒系統(tǒng)的非線性分析發(fā)現(xiàn),燃燒系統(tǒng)對(duì)伴流速度初值和壓力初值具有強(qiáng)依賴性,在伴流速度臨界值或壓力臨界值下,系統(tǒng)的解發(fā)生了動(dòng)態(tài)分岔現(xiàn)象。

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【部分圖文】：

采用的物理模型為同軸射流燃燒器,燃燒器內(nèi)管直徑d=11.1mm,外管直徑do=95.2mm。燃燒器裝置的簡(jiǎn)化模型如圖1所示。燃料和伴流空氣分別從燃燒器的內(nèi)、外管進(jìn)入燃燒室內(nèi)(空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20.9%)。燃料由甲烷和空氣組成,將一定量的甲烷完全燃燒所需空氣量與實(shí)際提供空氣....

由于燃燒器是軸對(duì)稱的,為減少計(jì)算量,只選取燃燒器的一半?yún)^(qū)域進(jìn)行計(jì)算,網(wǎng)格劃分如圖2所示。在燃燒流場(chǎng)內(nèi)速度、溫度等參數(shù)發(fā)生劇烈變化的區(qū)域主要集中在火焰面附近,因此采用局部加密網(wǎng)格,在0mm≤x≤9mm均勻分布46個(gè)網(wǎng)格點(diǎn),在9mm<x≤47.6mm網(wǎng)格逐漸變粗;在-33.3....

圖2網(wǎng)格劃分邊界條件設(shè)置如下:燃燒器中心軸為對(duì)稱軸;燃料入口和伴流空氣入口設(shè)置為速度入口邊界;燃燒器內(nèi)管壁設(shè)置為恒熱流壁面,熱流密度設(shè)為0;出口設(shè)置為壓力出口邊界;燃燒器外管壁邊界設(shè)置為恒溫壁面,溫度為290K。不同燃燒流場(chǎng)下的燃料入口和伴流空氣入口參數(shù)見表1。其中qV,CH....

圖6給出了伴流速度為0.098m/s時(shí),擴(kuò)散火焰分別在低壓(p=0.7×105Pa)、大氣壓力(p=1.0×105Pa)和高壓(p=1.6×105Pa)3種環(huán)境壓力下的溫度分布云圖,其中的黑色實(shí)線為相應(yīng)的溫度等值線。從圖6可以看出,隨著環(huán)境壓力的升高,火焰的寬度變小,長(zhǎng)度增....

本文編號(hào)：4008546