二甲醚层流预混双火焰(火用)损特性分析

摘要

为研究发动机先进燃烧模式中的低温燃烧过程，解析二甲醚（DME）低温燃烧过程中的能质转换机制，针对不同当量比、氮气摩尔分数、初始压力和初始温度条件下DME/O₂/N₂混合物层流预混双火焰的产生条件、双火焰结构、化学反应路径以及熵产特性的进行了研究，进一步解析了不同初始工况下双火焰的（火用）损特性，揭示了低温燃烧双火焰阶段能量损失的关键因素。结果表明：低压、低温和富燃工况下二甲醚层流预混双火焰特征显著，该工况下火焰结构和熵产率沿火焰轴向距离均呈现“双峰”的变化趋势，即具有两个峰值；CH₃OCH₂O₂和HO₂自由基摩尔分数升高，双火焰反应熵产率及总熵产率增大；当压力为0.2 MPa、N₂摩尔分数为30%、温度从300 K增加至450 K时，当量比为5时的传热（火用）损率降低了41.2%,当量比为10时的传热（火用）损率降低了52.4%。该研究可为调控发动机低温燃烧过程、优化发动机燃烧策略提供参考。

关键词

二甲醚 / 层流预混双火焰 / 双火焰 / 熵产 / (火用)损分析

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52306160)