工程热物理学报2024,Vol.45Issue(6) :1605-1614.

甲烷/空气预混旋流火焰回火实验与模拟研究

Experimental and Numerical Study on the Flashback of Methane/Air Premixed Swirl Flame

王云程 王金华 夏昊 张玮杰 黄佐华
工程热物理学报2024,Vol.45Issue(6) :1605-1614.

甲烷/空气预混旋流火焰回火实验与模拟研究

Experimental and Numerical Study on the Flashback of Methane/Air Premixed Swirl Flame

王云程 1王金华 1夏昊 1张玮杰 1黄佐华1
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作者信息

  • 1. 西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安 710049
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摘要

回火是贫燃预混低污染燃烧室中重要的燃烧不稳定问题之一.本文通过实验结合大涡模拟对钝体旋流燃烧器甲烷/空气预混旋流火焰回火过程进行研究.结果表明,在低湍流(雷诺数Re=4000)和高旋流(旋流数S=1.3)条件下,上游火焰传播由火舌引导的回火模式主导,火舌围绕中心钝体壁面以几乎恒定的回火速度向上游传播,在此过程中火焰-流动相互作用主要发生在火舌前侧.在火焰参考系下,火舌上游的流动偏转主要受径向压力梯度、科氏力以及离心力的影响.

Abstract

Flame flashback is one of the important combustion instability problems in lean premixed low-pollution combustor.In this paper,the flashback of methane/air premixed swirl flame in a bluff-body swirl burner is investigated with experiments and large eddy simulation.The results show that for low-turbulence(Reynolds number Re=4000)and high-swirl conditions(swirl number S=1.3),the upstream flame propagation is dominated by the flame tongue leading flashback mode.The swirling flame propagates upstream around the central bluff-body wall at almost constant flashback speed,during which the flame-flow interaction mainly occurs in the leading side of the flame tongue.In the flame reference frame,the flow deflection upstream of the flame tongue is mainly affected by the radial pressure gradient,Coriolis force and centrifugal force.

关键词

预混旋流火焰/回火/大涡模拟/火焰-流动相互作用

Key words

premixed swirl flame/flashback/large eddy simulation/flame-flow interaction

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基金项目

陕西省科技创新团队项目(2021TD-22)

内蒙古自治区科技重大专项(2021ZD0021)

出版年

2024
工程热物理学报
中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所

工程热物理学报

CSTPCD北大核心
影响因子:0.4
ISSN:0253-231X
参考文献量1
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