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轴向双级氨/甲烷湍流预混火焰燃烧特性及NO生成: 2025年; 氨气燃烧面临着氮氧化物排放高、燃烧稳定性差等问题,而分级燃烧概念是解决上述问题的途径之一,但其中复杂的燃烧特性尚不明确。为此,对一个自主设计的轴向空气分级氨气-甲烷湍流燃烧装置开展了详细的实验测量和大涡模拟研究。以氨/甲烷的混合物为燃料,首级当量比保持为1.2,总当量比在0.4~0.9变化,通过实验测量获得一氧化氮(NO)随总当量比的变化特性,采用大涡模拟结合动态火焰增厚模型对3个燃烧状态进行计算分析,计算结果与实验数据吻合良好。研究表明:随着总当量比的减小,NO排放呈增加的趋势;燃烧室内存在两种燃烧模式,上游是金黄色的含氨燃气富燃预混火焰,下游则是淡蓝色的氢气-空气扩散火焰为主;一级燃烧室中,NO排放主要受OH影响,而二级燃烧室中NO生成受OH影响变小。; 张泽雨王平王平钱伟佳Subhajit Roy帅瑞洋Antonio Ferrante; 关键词：湍流预混燃烧

富氢合成气湍流预混火焰燃烧速度和加速传播特性影响研究: 我国提出要在2030年前CO2排放达到峰值，努力争取在2060年前实现碳中和目标。在“双碳”目标的大背景下，加快能源的清洁替代，减少人类对化石能源的依赖，降低化石能源的比重是大势所趋。因此，针对低碳或零碳排放燃料的研究成...; 张国鹏; 关键词：湍流预混火焰燃烧速度流体力学

加压富氧CH4/H2湍流预混火焰不稳定性的直接数值模拟研究: 当前我国碳减排形势严峻,加压富氧燃烧技术可实现大规模碳减排且拥有较高能效,应用前景广阔,但加压富氧燃烧存在高压熄火问题。通过掺混H可有效解决熄火问题,但H掺混导致的热-质扩散不稳定性机制需要进一步探究。直接数值模拟(DN...; 黄乾; 关键词：湍流预混火焰直接数值模拟

位移钝体稳燃的湍流预混火焰污染物生成特性被引量：1: 2022年; 利用位移钝体稳定甲烷贫预混燃烧火焰,测量了不同当量比、不同燃烧热功率在固定钝体高度和改变钝体高度情况下NO_(x)和CO的排放规律.当当量比从0.7升高到1.08,CO排放量呈上升趋势,NO_(x)排放量呈先上升后下降趋势.改变燃烧热功率,固定钝体高度不变时,CO排放量随燃烧热功率的增加逐渐上升,NO_(x)的排放量随热功率的增加逐渐下降;在保持流速不变而改变钝体高度时,CO和NO_(x)的排放量均比较低.; 韩徳琳张海张扬吕俊复王随林; 关键词：贫燃预混燃烧负荷变化

湍流预混火焰LES/FDF模拟中标量混合时间尺度建模: 2021年; 在实际应用中,精确模拟高湍流度预混火焰十分关键但极具挑战性。本文将被动标量混合时间尺度动态封闭方法与hybrid混合时间尺度模型结合,在湍流预混火焰LES/FDF模拟中提出一种新的标量混合时间尺度建模方法。该方法不需要人为选取混合模型参数CM,且动态地考虑了由湍流和火焰结构分别引起的亚网格标量混合。对悉尼值班预混射流燃烧器高湍流度PM1-150火焰进行了LES/FDF模拟。结果表明,新模型显著改善了对整体燃烧进程的预测结果,正确地预测了局部熄火/再燃现象。进一步的结果显示,模型参数CM明显大于在RANS框架下量级为1的常用取值,这表明该参数在不同框架下具有不同的物理内涵。; 杨天威尹钰周华任祝寅; 关键词：湍流预混火焰

氨/氢气湍流预混火焰传播特性实验研究被引量：10: 2020年; 氨作为氢的载体,是一种极具发展潜力的无碳燃料.利用湍流定容燃烧弹,以氨为主要燃料,开展了不同当量比、掺氢比、湍流强度等参数条件下的氨/氢气湍流火焰传播特性实验研究.利用高速摄影纹影技术,测量了混合气预混层流火焰传播过程,进一步研究了湍流火焰发展图像,获得了湍流火焰速度,并得到了其归一化拟合公式,分析了氨及氨/氢气的湍流火焰传播特性.结果表明:掺混氢气能够显著提升氨/氢气的火核稳定程度,且随着掺氢比的提高,湍流燃烧速度显著提升,燃烧强度增强;随着火焰半径和湍流强度的增加,火焰褶皱比逐渐增大,湍流燃烧更加剧烈;通过火焰雷诺数可以对不同当量比、湍流强度下的湍流燃烧速度进行较好地归一化拟合,幂指数均在0.5左右,表明湍流火焰呈现自相似加速传播.; 边志坚王金华赵浩然蔡骁代鸿超黄佐华; 关键词：氢气

基于ESF和FGM的湍流预混火焰大涡模拟被引量：1: 2020年; 为了进一步发展适用于湍流预混火焰的亚格子燃烧模型,将欧拉随机场(ESF)模型与火焰面生成流形(FGM)模型耦合以发挥不同模型的优点.耦合模型通过混合物分数及反应进度变量构建低维流形,而湍流场中两者的概率密度分布函数(PDF)则通过ESF确定.通过对旋流燃烧器进行大涡模拟,以评估耦合模型描述湍流预混火焰结构的能力.结果表明:相比于传统FGM模型,耦合模型可以更好地预测湍流预混火焰中的速度、温度及组分的空间分布.由瞬时云图可知,耦合模型可以更加准确地描述当地火焰结构,尤其在火焰下游区域.可以推断耦合模型能够更好地保证湍流预混火焰的传播特性.; 章严于洲王浒尧命发; 关键词：湍流预混火焰大涡模拟

甲烷层流和湍流预混火焰OH^*和CH^*的化学发光特性被引量：1: 2020年; 化学发光能够对火焰结构和燃烧过程进行良好的表征,但利用化学发光对湍流火焰进行测量的研究相对较少。为了更深入地研究和发展湍流燃烧理论,设计了伴燃射流燃烧器,通过ICCD相机和相应滤波片获取了OH^*和CH^*的化学发光图像,对甲烷/空气层流和湍流预混火焰的化学发光特性进行了研究,并利用分布高度、峰值位置、强反应区占比、峰值等参数对不同速度和当量比时的OH^*和CH^*进行表征。结果表明,层流时OH^*和CH^*的分布明显不同,而湍流的混合作用导致二者的分布范围趋向一致。随着当量比增大,不同速度下OH^*和CH^*的分布高度都呈单调递增趋势,但湍流的增长趋势要相对平缓;峰值位置的变化趋势与分布高度几乎一致,间接表明OH^*和CH^*的主导生成反应不变。强反应区占比在层流和湍流状态下的表现完全相反:从贫燃到富燃,层流中由大于0.1降低到0.05以下,而湍流中则由0.05上升到0.1以上,表明湍流对贫燃时的燃烧反应起抑制作用,在富燃时反而起促进作用。另外, OH^*和CH^*的峰值变化可以对火焰的流动状态进行判断,且CH^*尤为明显:随当量比增加,如果峰值先升后降,则可以认为火焰为层流状态;如果峰值单调递增,则是湍流状态。以速度和当量比为自变量,以OH^*和CH^*的峰值比为因变量,提出了不同速度条件下利用化学发光对当量比进行定量表征的统一关系式,解决了不同速度时需要分别进行拟合的问题,对后续的化学发光燃烧诊断研究具有重要意义。; 刘瑶谭建国高政旺; 关键词：化学发光湍流火焰燃烧诊断

稀释气体对合成气湍流预混火焰锋面结构演变及传播特性的影响研究: 合成气作为一种日渐受到瞩目的气体燃料，其应用具有广阔的前景。但是，由于合成气的制备方式多样，在制备的合成气中除了主要的可燃气体氢气和一氧化碳以外，还有组分不等的稀释气体：氮气和二氧化碳。由于合成气成分复杂，其燃料理化性质...; 吕嘉诚; 关键词：合成气湍流预混火焰锋面结构

低温燃料化学特性对湍流预混火焰传播的影响: 2019年; 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CH_2O,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。; 张帆任哲钟生辉尧命发彭志军; 关键词：正庚烷

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