堆积床内非驻定过滤燃烧的一维研究 被引量：6

1

作者 张根烜 陈义良 +2 位作者 刘明侯 叶桃红 王海峰 《计算物理》 CSCD 北大核心 2006年第2期217-223,共7页

多孔介质内气体过滤燃烧不同于自由流中燃烧,燃气与多孔介质强烈换热.热波波速和燃烧波波速是燃烧过程的特征参数.以惰性堆积床内的甲烷/空气的低速过滤燃烧为例,提出一维解析模型,用摄动理论推导出燃烧波波速,用直接求解方法和格林函... 多孔介质内气体过滤燃烧不同于自由流中燃烧,燃气与多孔介质强烈换热.热波波速和燃烧波波速是燃烧过程的特征参数.以惰性堆积床内的甲烷/空气的低速过滤燃烧为例,提出一维解析模型,用摄动理论推导出燃烧波波速,用直接求解方法和格林函数方法给出充分发展后的和瞬态的燃烧温度分布,并进行计算验证. 展开更多

关键词 多孔介质 过滤燃烧 燃烧波 摄动理论 格林函数

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多孔介质内气/液燃料过滤燃烧的试验 被引量：3

2

作者 刘宏升 续真杰 +1 位作者 解茂昭 姜霖松 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期122-128,共7页

研究了小球自由堆积型多孔介质内丙烷/空气混合气的低速过滤燃烧过程,分析了燃烧室内温度、燃烧波传播速度和排放特性,以及当量比、入口气体速度等参数对过滤燃烧与排放特性的影响;实现了常压下柴油在多孔介质内的预蒸发自维持过滤燃烧... 研究了小球自由堆积型多孔介质内丙烷/空气混合气的低速过滤燃烧过程,分析了燃烧室内温度、燃烧波传播速度和排放特性,以及当量比、入口气体速度等参数对过滤燃烧与排放特性的影响;实现了常压下柴油在多孔介质内的预蒸发自维持过滤燃烧,并研究了液体燃料过滤燃烧的温度特性.结果表明:在燃烧的不同阶段,预混合气燃烧波的传播速度与燃烧室内高温区域的范围差别较大;随着当量比增加,燃烧波的平均传播速度降低,燃烧温度升高,排放量增加;随着入口气体速度增大,燃烧波的传播速度增大,排放量降低;液体燃料过滤燃烧的最高温度低于气体燃料的最高温度,且燃烧器的中心温度与壁面温度差异较大. 展开更多

关键词 多孔介质 过滤燃烧 燃烧波 自维持燃烧

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预混气体在多孔介质中燃烧火焰面倾斜的演变 被引量：3

3

作者 史俊瑞 李本文 +1 位作者 于春梅 闫中元 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期252-256,270,共6页

为研究多孔介质中火焰面倾斜演变及出现倾斜演变的原因,建立了二维碳化硅堆积小球的多孔介质燃烧器双温模型,对预混气体在燃烧器内的流动、传热和燃烧进行模拟.分析火焰面倾斜演变,并从温度场、气体流速场、压力场三个方面对火焰面出现... 为研究多孔介质中火焰面倾斜演变及出现倾斜演变的原因,建立了二维碳化硅堆积小球的多孔介质燃烧器双温模型,对预混气体在燃烧器内的流动、传热和燃烧进行模拟.分析火焰面倾斜演变,并从温度场、气体流速场、压力场三个方面对火焰面出现倾斜演变现象进行分析.结果表明:给定初始倾斜角的火焰面会持续发展,出现更严重的倾斜现象;温度场、气体流速场、动压场通过影响燃烧化学反应速度、气体流动方向、壁面散热等间接影响火焰面的倾斜演变,导致火焰面倾斜的持续发展. 展开更多

关键词 多孔介质 火焰面倾斜 火焰传播 过滤燃烧

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甲烷在多孔介质中过滤燃烧制氢的数值模拟 被引量：3

4

作者 解茂昭 马坤 +1 位作者 芦宁 史俊瑞 《热科学与技术》 CAS CSCD 2009年第1期69-73,共5页

对燃料极富条件下(φ>2.0)甲烷在多孔介质中的部分氧化重整制取氢气的工艺过程进行了数值模拟。建立了一维定常双温度模型,采用详细化学反应机理GRI1.2,着重研究燃烧区峰值温度、主要化学组分的分布规律和氢气的转化效率。讨论了混... 对燃料极富条件下(φ>2.0)甲烷在多孔介质中的部分氧化重整制取氢气的工艺过程进行了数值模拟。建立了一维定常双温度模型,采用详细化学反应机理GRI1.2,着重研究燃烧区峰值温度、主要化学组分的分布规律和氢气的转化效率。讨论了混合气体流速、当量比等参数对甲烷转化特性的影响。数值模拟结果与文献[4]的实验结果基本吻合。 展开更多

关键词 多孔介质 过滤燃烧 制氢 数值模拟

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平板微燃烧器中过滤燃烧的数值模拟研究 被引量：2

5

作者 李擎擎 李君 陈金星 《新能源进展》 2017年第2期97-103,共7页

本文分别采用单温模型和双温模型,对氢气和空气预混气体在多孔介质微燃烧器中的燃烧特性进行了数值模拟。讨论了两种模型计算结果的差异,并重点研究了单温模型的适用条件。结果表明:与双温模型相比,单温模型计算的火焰温度偏低,火焰位... 本文分别采用单温模型和双温模型,对氢气和空气预混气体在多孔介质微燃烧器中的燃烧特性进行了数值模拟。讨论了两种模型计算结果的差异,并重点研究了单温模型的适用条件。结果表明:与双温模型相比,单温模型计算的火焰温度偏低,火焰位置更靠近上游;在多孔介质导热系数较小或孔隙率较大时,单温模型和双温模型得到的火焰温度和火焰位置差异较小。 展开更多

关键词 过滤燃烧 微燃烧器 数值模拟 单温模型 双温模型

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堆积床内过滤燃烧的瞬态研究 被引量：1

6

作者 张根烜 刘明侯 +2 位作者 朱旻明 陈义良 王璐 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期180-185,共6页

基于双温度模型和修正的单温度模型,采用基本解方法,对惰性堆积床内甲烷／空气的低速过滤燃烧进行瞬态研究,给出瞬态温度分布,考察不同模型、不同球颗粒直径对燃烧波形状的影响,并对理论模型进行敏感性分析．计算结果表明,双温度模型高... 基于双温度模型和修正的单温度模型,采用基本解方法,对惰性堆积床内甲烷／空气的低速过滤燃烧进行瞬态研究,给出瞬态温度分布,考察不同模型、不同球颗粒直径对燃烧波形状的影响,并对理论模型进行敏感性分析．计算结果表明,双温度模型高估了火焰温度,单温度模型低估了火焰向下游的热输运,气固相间换热项是燃烧过程的主输运项．分别采用基本解方法和特征值方法,对充分发展后的温度分布进行数值计算,两方法的计算结果吻合较好,都能捕捉到一些特征燃烧现象． 展开更多

关键词 堆积床 过滤燃烧 燃烧波 基本解方法 瞬态研究

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惰性多孔介质内过滤燃烧特性分析

7

作者 张根烜 刘明侯 +1 位作者 陈义良 赵平辉 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期157-160,共4页

以惰性堆积床内甲烷／空气低速过滤燃烧为例,因次分析系统特征尺度,基于修正的单温度模型,提出一种封闭的耦合解析方法,对燃烧过程进行理论分析。研究了燃烧波波速、火焰传播速率、最高燃烧温度等燃烧特性参数,将计算结果与实验结果以... 以惰性堆积床内甲烷／空气低速过滤燃烧为例,因次分析系统特征尺度,基于修正的单温度模型,提出一种封闭的耦合解析方法,对燃烧过程进行理论分析。研究了燃烧波波速、火焰传播速率、最高燃烧温度等燃烧特性参数,将计算结果与实验结果以及前人的理论结果进行对比。 展开更多

关键词 多孔介质 过滤燃烧 燃烧波 火焰传播速率 超绝热火焰温度燃烧

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多孔介质内预混合燃烧的二维数值模拟 被引量：2

8

作者 刘宏升 张金艳 解茂昭 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期814-819,共6页

为了研究预混气在多孔介质内过滤燃烧特性,根据多孔介质燃烧理论,建立了甲烷/空气预混气在堆积床内燃烧的二维双温模型。给出了当量比、入口速度和小球直径等参数对温度分布的影响,分析了燃烧器内氧化铝小球的蓄热特性。结果表明:火焰... 为了研究预混气在多孔介质内过滤燃烧特性,根据多孔介质燃烧理论,建立了甲烷/空气预混气在堆积床内燃烧的二维双温模型。给出了当量比、入口速度和小球直径等参数对温度分布的影响,分析了燃烧器内氧化铝小球的蓄热特性。结果表明:火焰面的前缘呈抛物线形状,燃烧波波速在0.1 mm/s数量级;随着当量比增加,波速度减小,燃烧区域范围扩大;随着入口流速增大,燃烧最高温度升高,火焰面宽度变窄,燃烧波波速增大;随着氧化铝小球直径增大,火焰面厚度变窄,燃烧波速度增大;氧化铝小球在过滤燃烧中体现出良好的蓄热能力。 展开更多

关键词 多孔介质 过滤燃烧 二维数值模拟 蓄热 当量比

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多孔介质内往复流动燃烧温度分布的实验研究

9

作者 邓洋波 解茂昭 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期100-104,共5页

通过实验研究了多孔介质内往复流动下超绝热燃烧温度分布特性.对各种工况参数下,正反向流动半周期内,超绝热燃烧系统燃烧室内多孔介质轴向温度分布进行了测量.结果表明,不同物理参数条件下,燃烧室内的温度分布在半周期内变化具有不同的... 通过实验研究了多孔介质内往复流动下超绝热燃烧温度分布特性.对各种工况参数下,正反向流动半周期内,超绝热燃烧系统燃烧室内多孔介质轴向温度分布进行了测量.结果表明,不同物理参数条件下,燃烧室内的温度分布在半周期内变化具有不同的特点;一定条件下,燃烧室内有可能产生二维胞室结构热点. 展开更多

关键词 燃烧过程 多孔介质 往复流动 超绝热燃烧 预混火焰 过滤燃烧

原文传递

基于多孔介质燃烧的火烧油层模拟实验 被引量：1

10

作者 刘宏升 吴丹 +1 位作者 孔庚 解茂昭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1294-1299,共6页

通过原油黏度测量实验和热重实验,确定了原油黏度特性和氧化反应动力学参数.在此基础上,搭建了多孔介质稠油燃烧实验系统,实现了原油在多孔介质模拟油层内的稳定燃烧,并分析燃烧过程温度变化规律.结果表明:随温度升高,原油黏度明显降低... 通过原油黏度测量实验和热重实验,确定了原油黏度特性和氧化反应动力学参数.在此基础上,搭建了多孔介质稠油燃烧实验系统,实现了原油在多孔介质模拟油层内的稳定燃烧,并分析燃烧过程温度变化规律.结果表明:随温度升高,原油黏度明显降低;原油氧化过程分为轻质蒸发、低温氧化反应、燃料沉积和燃烧4个阶段;预热到1 000K以后,原油在多孔介质内发生点火燃烧,最高温度可达1 210K,燃烧区温度稳定在750K左右,持续大约4h,燃烧在低供气量下无法向前推进;为保证火烧油层的燃烧波能持续传播,热源位置与空气入口应尽量布置在油层底部. 展开更多

关键词 火烧油层 过滤燃烧 多孔介质 实验

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关于过滤燃烧非平衡性和火焰结构特性的研究 被引量：1

11

作者 谷聪伟 史俊瑞 +1 位作者 李智 夏永放 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期74-79,139,共6页

为研究预混气体在小球填充床中的过滤燃烧特性和火焰结构,建立了简化的二维多孔介质结构模型,考虑燃烧过程中存在气固对流换热及多孔介质固体辐射换热的影响,在获取了填充床中的火焰传播速度和温度分布特点后。采用化学反应速度表征孔... 为研究预混气体在小球填充床中的过滤燃烧特性和火焰结构,建立了简化的二维多孔介质结构模型,考虑燃烧过程中存在气固对流换热及多孔介质固体辐射换热的影响,在获取了填充床中的火焰传播速度和温度分布特点后。采用化学反应速度表征孔隙间的火焰结构特性和传播速度,并通过实验加以验证,结果表明,过滤燃烧系统的反应区域存在着明显的非平衡性。在化学反应区域,气固温差非常大。同一小球内部的温度分布也不均衡。流速和当量比对火焰面结构的影响很大。随流速的增大,火焰锋面变得弯曲,抛物线形状变得非常明显。随当量比的增大,火焰面变得平整。 展开更多

关键词 过滤燃烧 火焰锋面 多孔介质 火焰传播 非平衡

原文传递

随机堆积床内过滤燃烧特性的实验研究

12

作者 尹智成 王平 +1 位作者 姜霖松 Seyed Mohammad Hashemi 《热能动力工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期115-121,共7页

本文提出了一种可视化燃烧室,用于对3种尺寸的随机堆积结构开展过滤燃烧实验,该结构分别由直径为5,10,15 mm的氧化铝颗粒堆积而成。通过搭建燃烧平台,研究了不同颗粒直径堆积床中火焰的燃烧波高度、火焰传播速度、火焰温度及排放特性。... 本文提出了一种可视化燃烧室,用于对3种尺寸的随机堆积结构开展过滤燃烧实验,该结构分别由直径为5,10,15 mm的氧化铝颗粒堆积而成。通过搭建燃烧平台,研究了不同颗粒直径堆积床中火焰的燃烧波高度、火焰传播速度、火焰温度及排放特性。结果表明:在可燃工况下,颗粒直径5 mm堆积床中火焰最高温度随火焰传播过程减小,火焰传播速度变快;而在颗粒直径10和15 mm堆积床中火焰最高温度随火焰传播过程增大,火焰传播速度变慢。 展开更多

关键词 颗粒直径 过滤燃烧 火焰传播 CO排放

原文传递

非驻定过滤燃烧的均相模拟 被引量：1

13

作者 张根烜 赵平辉 +1 位作者 朱旻明 陈义良 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期605-611,共7页

基于一维层流反应流模型,构建了新的准稳态均相模型,并对堆积床内充分发展后的低速过滤贫燃过程进行数值模拟.将计算结果与传统双相模型进行比较,分析弥散效应和化学反应机理等对计算结果的影响,并开展输运项分析;将均相模型的数值结果... 基于一维层流反应流模型,构建了新的准稳态均相模型,并对堆积床内充分发展后的低速过滤贫燃过程进行数值模拟.将计算结果与传统双相模型进行比较,分析弥散效应和化学反应机理等对计算结果的影响,并开展输运项分析;将均相模型的数值结果与准稳态和瞬态的理论结果进行比较,验证理论方法. 展开更多

关键词 堆积床 过滤燃烧 均相 准稳态

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过滤燃烧火焰锋面倾斜演变的二维数值研究 被引量：1

14

作者 史俊瑞 徐有宁 +3 位作者 解茂昭 薛治家 马金凤 刘吉堂 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1267-1270,共4页

通过二维双温模型研究过滤燃烧火焰锋面倾斜的演化规律。给定初始倾斜角度(8°),甲烷/空气在当量比为0.2～0.5,流速为0.4～1.2 m/s的范围内,研究倾斜火焰锋面的演变。结果表明,在流速较大时,火焰锋面演化类似于S形的火焰;在流速较小... 通过二维双温模型研究过滤燃烧火焰锋面倾斜的演化规律。给定初始倾斜角度(8°),甲烷/空气在当量比为0.2～0.5,流速为0.4～1.2 m/s的范围内,研究倾斜火焰锋面的演变。结果表明,在流速较大时,火焰锋面演化类似于S形的火焰;在流速较小时,火焰锋面演化为特征火焰。分析表明,形成以上火焰的原因是由于初始倾斜火焰在燃烧器中径向不同位置的传播速度不同。数值计算捕捉到了倾斜火焰发展的基本形态。 展开更多

关键词 多孔介质 倾斜火焰 过滤燃烧 数值研究

原文传递

多孔介质内往复流动下超绝热燃烧系统温度场的理论分析

15

作者 邓洋波 解茂昭 《能源工程》 2005年第6期1-6,共6页

对于多孔介质内往复流动下超绝热燃烧(简称RSCP)系统,如果多孔介质的孔隙分布均匀、物性参数保持不变、化学反应为不可逆反应而且反应完全,那么,稳定燃烧过程中,多孔介质内最大温度和温度分布几乎不受往复半周期长短的影响。依据这一特... 对于多孔介质内往复流动下超绝热燃烧(简称RSCP)系统,如果多孔介质的孔隙分布均匀、物性参数保持不变、化学反应为不可逆反应而且反应完全,那么,稳定燃烧过程中,多孔介质内最大温度和温度分布几乎不受往复半周期长短的影响。依据这一特点,用过滤燃烧模型,讨论了往复半周期无限长和无限短两种极端情况下最大温度值和温度分布,得出两种极端情况适用于通常工况的简单模型理论解。 展开更多

关键词 多孔介质 往复流动 超绝热燃烧 预混火焰 过滤燃烧

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多孔介质内稀氢气/空气预混过滤燃烧不稳定性

16

作者 夏永放 李本文 +2 位作者 于春梅 史俊瑞 徐有宁 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期272-275,344,共5页

在不同过滤速度和氢气体积分数试验参数下观测超绝热燃烧波传播过程中火焰面倾斜不稳定性演变过程及热斑组成的胞状结构燃烧波的特点,分析导致过滤燃烧不稳定性发生的动力学因素,确认低速过滤燃烧不稳定性的演变机理及其特点.结果表明:... 在不同过滤速度和氢气体积分数试验参数下观测超绝热燃烧波传播过程中火焰面倾斜不稳定性演变过程及热斑组成的胞状结构燃烧波的特点,分析导致过滤燃烧不稳定性发生的动力学因素,确认低速过滤燃烧不稳定性的演变机理及其特点.结果表明:在火焰面有一个初始轻微的倾斜角时,这种倾斜不稳定性演变持续性发展;改变试验工况参数,在燃烧器上游可能会出现胞状结构体燃烧波;在主燃烧波传播过程中,胞状结构燃烧波显著影响着主燃烧波火焰面传播的稳定性并且抑制主波的传播速度;当主燃烧波离开燃烧器后,胞状结构燃烧波随机分布驻定在燃烧器内部. 展开更多

关键词 过滤燃烧 燃烧波不稳定性 火焰面倾斜 热斑 胞状结构体

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过滤燃烧火焰锋面不稳定性的实验研究

17

作者 薛治家 于庆波 +1 位作者 刘慧 史俊瑞 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1273-1276,共4页

实验研究甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧器中燃烧的火焰锋面不稳定特性.结果表明,给定一个初始非均匀预热区域,在当量比为0.41,流速为0.42 m/s时,在6 mm的小球填充床内,火焰锋面由较为规则的对称火焰逐渐演变为倾斜火焰,并最终分裂为... 实验研究甲烷/空气预混气体在多孔介质燃烧器中燃烧的火焰锋面不稳定特性.结果表明,给定一个初始非均匀预热区域,在当量比为0.41,流速为0.42 m/s时,在6 mm的小球填充床内,火焰锋面由较为规则的对称火焰逐渐演变为倾斜火焰,并最终分裂为上下两个区域.在布置填充床的同时,对填充床进行夯实,降低孔隙率分布不均匀性.在孔隙率均匀的填充床内,初始的非均匀预热区域,使得火焰的传播极其不稳定,最终导致熄火;即使给定初始均匀的预热区域,火焰锋面依然具有一定的不对称性.填充床的结构不均性是过滤燃烧火焰锋面倾斜的主要原因,而初始的不均匀因素将加剧火焰传播的不稳定性. 展开更多

关键词 多孔介质 过滤燃烧 火焰传播 不稳定 实验研究

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预混气体在不同多孔介质材料下燃烧的数值模拟

18

作者 陈鹏飞 史俊瑞 +1 位作者 谷聪伟 李楠 《山东工业技术》 2015年第22期4-5,共2页

为研究预混气体在不同多孔介质材料下的燃烧特性,采有计算流体力学的方法,对甲烷/空气的预混气体,在物性参数不同的固体小球堆积床内气体燃烧进行模拟研究。给出当量比和入口速度等参数对燃烧特性的影响。结果表明,堆积小球的多孔介质... 为研究预混气体在不同多孔介质材料下的燃烧特性,采有计算流体力学的方法,对甲烷/空气的预混气体,在物性参数不同的固体小球堆积床内气体燃烧进行模拟研究。给出当量比和入口速度等参数对燃烧特性的影响。结果表明,堆积小球的多孔介质中火焰面传播速度数量级在10-4m/s。在不同的物性参数下,依旧存在,移动速度与当量比成反比,与进气口速度成正比。不同物性参数下,火焰面移动速度差别明显。 展开更多

关键词 多孔介质 过滤燃烧 火焰特性

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堆积床内过滤燃烧的准稳态模拟

19

作者 张根烜 赵平辉 朱旻明 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期28-32,共5页

采用传统双相模型,对堆积床内充分发展后低速过滤贫燃过程进行准稳态数值模拟,考察辐射模型、弥散效应、化学反应机理以及变热物性和热输运参数等对计算结果的影响,并开展输运项分析;将计算结果与准稳态特征值方法的理论结果进行比较,... 采用传统双相模型,对堆积床内充分发展后低速过滤贫燃过程进行准稳态数值模拟,考察辐射模型、弥散效应、化学反应机理以及变热物性和热输运参数等对计算结果的影响,并开展输运项分析;将计算结果与准稳态特征值方法的理论结果进行比较,验证理论方法.分析表明,弥散效应对计算结果影响较大,但质量弥散在一步总包反应机理中影响很小;双相模型的燃烧波形状与理论方法吻合很好. 展开更多

关键词 堆积床 过滤燃烧 准稳态 弥散效应

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扩散过滤燃烧火焰特性 被引量：6

20

作者 史俊瑞 李本文 +2 位作者 徐有宁 薛治家 王树群 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期3500-3505,共6页

扩散过滤燃烧是新的燃烧技术,具有扩散燃烧和预混过滤燃烧的某些特性。通过二维双温模型,使用单步总包反应,数值研究氮气稀释的甲烷和氧气同轴同平板扩散过滤燃烧特性。模型中考虑热弥散和组分弥散效应。研究小球直径、气体混合物速度... 扩散过滤燃烧是新的燃烧技术,具有扩散燃烧和预混过滤燃烧的某些特性。通过二维双温模型,使用单步总包反应,数值研究氮气稀释的甲烷和氧气同轴同平板扩散过滤燃烧特性。模型中考虑热弥散和组分弥散效应。研究小球直径、气体混合物速度和甲烷质量分数对火焰高度和火焰形态的影响。结果表明,与预混过滤燃烧不同,气体和固体高温区存在于燃烧器的不同位置;而在高温区域之外,气体和多孔介质固体的温差很小。当填充床小球直径从6.66mm减小到2.02mm,火焰高度从0.048m增大到0.12m。增大混合物速度,甲烷的质量分数导致火焰变宽,火焰高度增大。数值模型的有效性得到了实验验证。 展开更多

关键词 火焰高度 火焰形态 扩散过滤燃烧

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