乙醇-空气稀液雾值班火焰的大涡模拟研究

作     者：陈靖 朱旻明 刘明侯 陈义良 CHEN Jing;ZHU Min-ming;LIU Ming-hou;CHEN Yi-liang

作者机构：中国科学技术大学热科学和能源工程系安徽合肥230027 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2015年第36卷第2期

页      面：276-284页

核心收录：

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金项目(50936005 11172296) 中央高校基本科研业务费专项资助(WK2090130011) 

主　　题：稀液雾 值班火焰 大涡模拟 FPV模型 

摘      要：为加深对气液两相湍流燃烧现象的认知,检测火焰面模型在液雾燃烧中的适用性,本文在欧拉-拉格朗日架构下使用火焰面/反应进度变量模型(FPV)数值模拟了乙醇-空气稀液雾值班火焰。欧拉坐标系下的气相湍流场使用大涡模拟方法模拟,离散液相则使用拉格朗日颗粒轨道模型进行描述,考虑了相间质量、动量、能量交换。燃烧模型中采用碳元素定义混合物分数,在混合物分数方程源项中体现液相对燃烧模型的影响。模拟得到的气相温度分布和液相统计值均和实验数据较好吻合,验证了该燃烧模型对稀液雾扩散类型火焰的适用性。分析瞬时图发现,该稀液雾火焰的最高燃烧温度往往位于当量混合物分数附近,在出口下游20倍直径处火焰完全点着,此处上游FPV模型能给出局部点火熄火现象。蒸发作用在剪切层和点火区域较强,而液滴和火焰作用较弱,单一液滴很少被火焰包围。