熱伴流稀釋液霧射流燃燒的實驗和理論研究

《熱伴流稀釋液霧射流燃燒的實驗和理論研究》是依託中國科學技術大學，由林其釗擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：熱伴流稀釋液霧射流燃燒的實驗和理論研究
• 項目負責人：林其釗
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

以液體燃料MILD燃燒為研究目標，以熱伴流稀釋液霧射流燃燒為研究平台，通過實驗和數值計算等手段對其反應區特徵及其主要影響因素和規律進行研究。採用PDA和PIV測量射流液滴的粒徑分布和速度分布，研究熱伴流中燃料射流的霧化特性參數隨射流工況參數和伴流參數的變化規律，構建理論模型，將其作為後續研究的邊界條件。採用拉曼－瑞利散射及NO-LIF測量火焰的抬舉高度、主要組分的濃度及溫度分布，採用PIV及OH-PLIF測量氣相速度場和火焰組分耦合的空間分布，結合理論分析和數值計算，研究火焰結構及其主要影響因素。分析影響液體燃料射流火焰的抬舉高度的主要因素，建立準則關係。分析射流霧化參數、伴流組分、溫度和速度對空間溫度分布、NOx等污染物生成的影響規律，通過對實驗進行數值模擬，發展湍流液霧兩相燃燒火焰面模型。以此帶動液體燃料MILD的相關基礎及套用研究，為液體燃料無焰燃燒技術的工業套用提供科技支撐。

結題摘要

本項目通過實驗與理論分析並結合數值計算，研究了熱伴流稀釋液霧射流燃燒反應區特徵參數的變化規律及主要影響因素。系統地實驗研究了影響液體燃料射流霧化特性的主要因素及其作用規律，構建了液體燃料射流破碎和霧化的理論模型。進一步開展了熱伴流液體燃料射流火焰結構的實驗研究，分析了射流霧化參數、伴流參數對火焰結構特徵影響的規律。圍繞熱伴流射流燃燒實驗工況開展大渦模擬研究，從而完善和發展湍流液霧兩相流燃燒火焰面模型。本項目完成了稀釋熱伴流中液體燃料射流的火焰結構、穩定與著火機制的科學研究，探索主要影響因素和規律，完善和發展了新的數學模型。針對伴流參數、射流霧化參數、主要組分平均濃度、混合物分數及方差、平均速度以及雷諾應力等在射流火焰不同截面上的分布特性對射流著火及燃燒過程的影響及其規律進行了深入探討，並由此建立系統的實驗數據表。通過對熱伴流液霧射流火焰特徵演變過程中的機理進行詳細研究分析，以此為基礎總結出實現液體燃料無焰燃燒所需的技術要求和方法手段等，並且對無焰燃燒機理進一步分析與總結，以此帶動液體燃料MILD燃燒的相關基礎及套用研究，為液體燃料無焰燃燒技術的工業套用提供科學指導和支撐。