H2/CH4射流无焰燃烧建立条件的数值模拟研究

摘要：

为了探索高温伴流射流(jet in hot coflow,JHC)无焰燃烧(moderate or intense low oxygen dilution,MILD)建立的条件,利用数值模拟的方法研究了JHC火焰在不同伴流温度与伴流氧气质量分数下的火焰特性.使用商业CFD软件ANSYS FLUENT 15.0,开展稳态RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes)模拟,湍流模型采用标准κ-占双方程模型,化学反应采用DRM 22详细反应机理,湍流与化学反应的相互作用采用涡耗散概念(EDC)模型.模拟结果表明:提高伴流温度加强了火焰内部的传热过程;降低氧气浓度减小了化学反应释放的热量,显著降低了火焰亮度,使火焰锋面变得模糊,氧气浓度在转变燃烧状态时起到更加明显的作用;燃料主射流的初始速度决定了反应区域的湍流时间尺度,伴流温度通过影响湍流时间尺度影响宏观燃烧状态;降低伴流氧气浓度增加了化学反应时间尺度,使宏观燃烧更均匀温和,燃烧模式的转变过程更加规律可控.

关键词：JHC火焰、MILD燃烧、燃烧模式、火焰结构、Damk(o)hler数

分类号：TK16(热力工程、热机)

资助基金：国家重点研发计划资助项目2018YFB1502900

在线出版日期：2020-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1-9