学术会议
不均匀性对封闭圆形燃烧室中末端自燃及爆轰波形成的影响
张晓军 卫海桥 张帆 周磊*

分会场

高效清洁燃烧

摘要

本文通过一组二维数值模拟探究了封闭圆形燃烧室中末端自燃及爆轰波的形成机理。研究考虑了温度以及组分分别对末端自燃和爆轰的单一影响和二者相互耦合作用的共同影响,并与均质混合气工况进行了对比。研究表明,在混合气均匀时,大面积的自燃首先沿着圆形壁面发生,自燃释放的压力波相互作用进而导致了两个半圆形爆轰波形成,最终与其余位置爆轰波合并形成了蜻蜓状结构的爆轰波;然而,当混合气中存在不均匀性时,散布的热点诱发了顺序多点自燃,并且清晰的捕捉到了自燃热点向爆轰波转变过程中所形成的蘑菇状形态。结果同时表明,切向温度梯度小的热点更容易引起爆轰,而火焰传播对于热点的径向压缩可以使得热点偏离爆轰区域;同时,组分不均性形成的热点相比温度不均匀性更容易引起爆轰,因为其具有更小的反应性梯度。此外,温度不均匀性导致的热点初始反应活性差异能够在自燃前得到维持而不受火焰传播和湍流的影响,但是组分不均匀形成的初始反应活性差异则容易受到影响。研究也发现湍流搅拌对热点的拉伸和扭曲,既可以导致热点的破碎也可以导致热点的融合。

关键词

末端自燃;爆轰;不均匀性;压力波

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