低温燃料化学特性对湍流预混火焰传播的影响

论文摘要

大分子碳氢燃料的低温化学反应及两阶段点火特性会显著影响火焰的分区及燃烧情况。本文采用数值模拟的方法探究了正庚烷/空气预混混合气在RATS燃具上的湍流火焰传播,与试验结果具有一致性。模拟使用的是44种物质,112步的正庚烷简化动力学机理。使用Open FOAM的reacting Foam求解器建立了简化模拟流道及出口的三维模型,模拟了在大气环境下,初始反应温度450–700 K、入口速度6 m·s-1与10 m·s-1、焰前流动滞留时间100 ms及60 ms、当量比φ=0.6的正庚烷/空气混合气湍流火焰燃烧情况。结果发现,标准化湍流燃烧速度与混合气初始温度以及流动滞留时间有关。在低温点火阶段,正庚烷氧化程度受到初始温度与速度的影响,燃料分解并在预热区中产生大量中间物质如CH2O,继而会影响湍流火焰燃烧速度。随着初始反应温度的升高,湍流燃烧火焰逐渐由化学反应冻结区过渡到低温点火区;温度超过一定数值后,燃料不再发生低温反应,此时燃烧位于高温点火区域。

论文目录

• 1 引言
• 2 数值模拟模型
•   2.1 计算方法
•   2.2 化学动力学机理
•   2.3 初始参数设置
• 3 结果与讨论
•   3.1 火焰燃烧情况
•   3.2 湍流火焰燃烧速度
•   3.3 时间尺度关系
• 4 结果与讨论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张帆,任哲,钟生辉,尧命发,彭志军

关键词: 低温燃料化学特性,两阶段点火,正庚烷,火焰分区

来源: 物理化学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 化学

单位: 天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室

基金: 国家自然科学基金青年基金(51506146)和重大研究计划重点项目(91541205)资助~~

分类号: O643.21

页码: 158-166

总页数: 9

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