预混预蒸发正庚烷湍流火焰结构的实验研究

摘要

采用预混伴流射流燃烧器(PPJB)研究了初始温度400 K的预蒸发正庚烷/空气混合物在薄反应区的湍流火焰结构．采用热线风速仪标定冷态湍流流场，CH-PLIF测量湍流火焰反应区结构，共振OH-PLIF测量湍流火焰结构特征．结果表明：高湍流条件下，反应区厚度在不考虑三维效应时最大厚度为层流火焰厚度的1.6倍，其可支持薄反应区理论对预蒸发液体燃料湍流火焰的适用性．火焰面褶皱比和湍流燃烧速度的增加与湍流强度的提升不匹配．通过对火焰面曲率和平均火焰面密度的分析，发现高湍流条件下，褶皱尺度、大小和数量变化不大．一方面，湍流可能会减弱非均匀扩散造成的差异；另一方面，更可能是由于对褶皱结构的不完全捕捉和对3D效果的忽视而引发对火焰褶皱的低估．

关键词

预混射流火焰 / 预蒸发 / 强湍流条件 / 火焰结构