湍流热伴流中氢气与乙炔射流自着火实验

作     者：刘贵军 刘佳悦 张扬 吴玉新 LIU Guijun;LIU Jiayue;ZHANG Yang;WU Yuxin

作者机构：清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 大连理工大学能源与动力学院大连116000 

出 版 物：《清华大学学报（自然科学版）》 (Journal of Tsinghua University(Science and Technology))

年 卷 期：2023年第63卷第4期

页      面：594-602页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家科技重大专项(2019-I-0022-0221)。 

主　　题：燃气轮机 氢气 自着火 射流火焰 抬升高度 

摘      要：氢燃料燃气轮机是碳中和目标下氢燃料发电的关键设备,因此探究湍流热伴流中氢气自着火特征以及与碳氢燃料间的差异具有重要意义。该文采用湍流热伴流自着火实验系统,通过获取火焰图像和OH自由基分布,对比分析了氢气和乙炔在自着火类型、结构等方面的差异。结果表明:受氢气的高扩散系数和高火焰传播速度影响,氢气随机着火分布区域较紧凑,OH自由基分布较连续,同时难以观测到独立自着火核。此外,相较于乙炔,氢气自着火抬升高度对燃料射流速度敏感性较低,自着火位置波动性较弱。基于氢气射流自着火特征,该文还改进了自着火抬升高度预测模型,并证明了火焰传播在氢气射流自着火火焰稳定方面的重要作用。